Електрическата схема на системата за управление на двигателя е дадена в края на книгата.
Предупреждения: Преди да отстраните компоненти на ECM, изключете проводника от отрицателната клема на батерията.
Не стартирайте двигателя, ако кабелните накрайници на акумулатора са разхлабени.
Никога не изключвайте акумулатора от електрическата система на автомобила, докато двигателят работи.
Когато зареждате акумулатора, изключете го от електрическата система на автомобила.
Не излагайте електронния блок за управление (ECU) на температури над 65°C в работно състояние и над 80°C в неработещо състояние (например в сушилна камера). Ако тази температура бъде превишена, ECU трябва да се отстрани от автомобила.
Не изключвайте и не свързвайте конекторите на кабелния сноп към ECU, докато запалването е включено.
Изключете кабелите от акумулатора и конекторите на кабелите от ECU преди електродъгово заваряване на автомобила. Извършете всички измервания на напрежението с цифров волтметър с вътрешно съпротивление най-малко 10 MΩ.
Количеството гориво, подавано от инжекторите, се регулира чрез електрически импулсен сигнал от ECU.Той следи данните за състоянието на двигателя, изчислява необходимостта от гориво и определя необходимото времетраене на подаване на гориво от инжекторите (продължителност на импулса - дежурен цикъл). За да увеличи количеството подавано гориво, ECU увеличава продължителността на импулса, а за да намали подаването на гориво, го скъсява
ECU оценява резултатите от своите изчисления и команди, запомня режимите на скорошна работа и действа в съответствие с тях. "Самообучението" или адаптирането на ECU е непрекъснат процес, но съответните настройки се съхраняват в RAM на електронния блок до първото изключване на ECU.
ECU управлява подаването на гориво или синхронно, т.е. при определено положение на коляновия вал, или асинхронно, т.е. независимо или без синхронизация с въртенето на коляновия вал. Синхронното впръскване на гориво е най-често използваният режим. Асинхронното впръскване на гориво се използва главно в режим на стартиране на двигателя. ECU включва инжекторите последователно. Всяка от дюзите се активира на всеки 720° завъртане на коляновия вал. Този метод ви позволява по-точно да дозирате горивото в цилиндрите и да намалите нивото на токсичност на отработените газове.
Количеството подадено гориво се определя от състоянието на двигателя, т.е. режима му на работа. Тези режими се предоставят от ECU и са описани по-долу.
Когато коляновият вал на двигателя започне да се върти със стартера, първият импулс от сензора за положение на коляновия вал предизвиква импулс от ECU за включване на всички инжектори наведнъж, което ви позволява да ускорите стартирането на двигателя.
Първоначалното впръскване на гориво се извършва при всяко стартиране на двигателя. Продължителността на инжекционния импулс зависи от температурата. При студен двигател импулсът на впръскване се увеличава, за да се увеличи количеството гориво; при горещ двигател продължителността на импулса намалява. След първоначалното впръскване ECU превключва на съответния режим на управление на инжектора.
Стартов режим. Когато запалването е включено, ECU активира релето на горивната помпа, което създава налягане в захранващия тръбопровод за гориво към горивната шина.
ECU проверява сигнала от сензора за температура на охлаждащата течност и определя количеството гориво и въздух, необходими за стартиране.
Когато коляновият вал на двигателя започне да се върти, ECU генерира фазиран импулс за включване на инжекторите, чиято продължителност зависи от сигналите от сензора за температура на охлаждащата течност. При студен двигател продължителността на импулса е по-голяма (за увеличаване на количеството подадено гориво), а при загрял - по-кратка.
Режим на обогатяване при ускоряване
ECU следи резките промени в положението на дросела (от сигнала на датчика за положение на дросела), както и сигнала от датчика за абсолютно налягане и осигурява допълнително гориво чрез увеличаване на продължителността на импулса на впръскване. Режимът на богато ускорение се използва само за преходен контрол на горивото (движение на дросела).
Режим на спиране на горивото по време на спиране на двигателя
При спиране с двигател на предавка и включен съединител, ECU може напълно да изключи импулсите за впръскване на гориво за кратки периоди от време. Изключването и включването на подаването на гориво в този режим става, когато се създадат определени условия за температурата на охлаждащата течност, скоростта на коляновия вал, скоростта на автомобила и ъгъла на отваряне на дросела.
Компенсация на захранването
Когато захранващото напрежение падне, системата за запалване може да даде слаба искра и механичното движение на "отварянето" на дюзата може да отнеме повече време. ECU компенсира това чрез увеличаване на времето за съхранение на енергия в бобините за запалване и продължителността на импулса на впръскване.
Съответно, когато напрежението на батерията (или напрежението в бордовата мрежа на автомобила) се увеличи, ECU намалява времето за натрупване на енергия в бобините на запалването и продължителността на инжектиране.
Режим на спиране на подаването на гориво
Когато двигателят е спрян (запалването е изключено), дюзата не подава гориво, като по този начин предотвратява спонтанно запалване на сместа при прегрял двигател. Освен това не се изпращат импулси за отваряне на инжекторите, ако ECU не получава референтни импулси от сензора за положение на коляновия вал, т.е. това означава, че двигателят не работи.
Подаването на гориво се прекъсва и при превишаване на максимално допустимите обороти на двигателя, за да се предпази двигателят от работа при неприемливо високи обороти.
Електронен блок за управление
Електронният блок за управление (ECU, контролер) на двигателя е разположен в централната част на кутията за всмукване на въздух и е контролният център на електронната система за управление на двигателя. Той непрекъснато обработва информация от различни сензори и управлява системи, които влияят върху емисиите на отработени газове и работата на автомобила.
ECU получава следната информация:
- позиция и скорост на коляновия вал;
- положение на разпределителния вал;
- температура на охлаждащата течност;
- температура и налягане на входящия въздух;
- положение на педала на газта;
- положение на дросела;
- съдържание на кислород в отработените газове;
- наличие на детонация в двигателя;
- скорост на превозното средство;
- напрежение в бордовата мрежа на автомобила;
- искане за включване на климатика.
Въз основа на получената информация ECU управлява следните системи и устройства:
- захранване с гориво (инжектори и горивна помпа);
- подаване на въздух (степен на отваряне на дросела);
- система за запалване;
- адсорбер на системата за регенериране на бензинови пари;
- вентилатор за охлаждане на двигателя;
- Съединител на компресора на климатика;
- диагностична система.
ECU-то включва изходните вериги (инжектори, различни релета и т.н.) като ги късо към маса през изходните транзистори.Изключение прави само веригата на релето на горивната помпа. Горивната помпа е свързана чрез захранващо реле. От своя страна намотката на релето се управлява от ECU чрез затваряне на един от изходите към маса.
ECU-то е оборудвано с вградена диагностична система. Той може да разпознава неизправностите на ECM и да предупреждава водача за тях чрез индикатор за неизправност в системата за управление на двигателя. Освен това ECU съхранява диагностични кодове, които показват неизправност на определен елемент от системата и естеството на тази неизправност, за да подпомогнат специалистите при диагностицирането и ремонта.
Диагностичен конектор
Диагностичният конектор се използва за обмен на данни с компютъра и се намира от лявата страна под арматурното табло. Сканиращо устройство е свързано към диагностичния конектор за четене на информация за грешка, съхранена в паметта на ECU, за проверка на сензори и изпълнителни механизми в реално време, за управление на изпълнителни механизми и препрограмиране на ECU.
ECU съдържа следните видове памет:
- програмируема памет само за четене (PROM);
- памет с произволен достъп (RAM);
- електрически препрограмируема памет (EPROM).
Програмируема памет само за четене (PROM). Той съдържа обща програма, която съдържа последователност от работни команди (алгоритми за управление) и различна информация за калибриране. Тази информация е данни за инжектиране, запалване, контрол на празен ход и т.н., които зависят от теглото на превозното средство, типа и мощността на двигателя, предавателните числа и други фактори. PROM се нарича още памет за калибриране. Съдържанието на PROM не може да се променя след програмиране. Тази памет не се нуждае от захранване, за да запази записаната в нея информация, която не се изтрива при изключване на захранването, т.е. тази памет е енергонезависима.
Памет с произволен достъп (RAM)
Това е "тефтера" на ECU. Микропроцесорът на устройството го използва за временно съхраняване на измерените параметри за изчисления и междинна информация. Микропроцесорът може да въвежда данни в него или да ги чете, ако е необходимо.
RAM чипът е монтиран на платката на контролера. Тази памет е летлива и изисква непрекъсваемо захранване за поддръжка. Когато захранването бъде прекъснато, диагностичните кодове за неизправности и изчислените данни, съдържащи се в RAM, се изтриват.
Електрически препрограмируема памет (EPROM)
Използва се за временно съхранение на пароли на системата против кражба (имобилайзер) на автомобила. Кодовете на паролата, получени от ECU от блока за управление на имобилайзера, се сравняват с кодовете, съхранени в EEPROM, в резултат на което стартирането на двигателя е разрешено или забранено.
EEPROM записва работните параметри на превозното средство, като общ пробег на превозното средство, общ разход на гориво и време на работа на двигателя.
ЕРПЗУ регистрира и някои нарушения по двигателя и автомобила:
- време за прегряване на двигателя;
- време на работа на двигателя с нискооктаново гориво;
- време на работа на двигателя, превишаващо максимално допустимата скорост;
- време на работа на двигателя с прекъсване на запалването на сместа въздух-гориво, наличието на което се показва от предупредителното устройство на системата за управление на двигателя;
- време на работа на двигателя с дефектен сензор за детонация;
- време на работа на двигателя с дефектни сензори за концентрация на кислород;
- времето, през което превозното средство се е движило с превишена максимално разрешена скорост по време на периода на разработка;
- време на движение на автомобила с дефектен сензор за скорост;
- колко пъти батерията е била изключена, докато ключът за запалване е включен.
EEPROM е енергонезависима памет и може да съхранява информация без захранване на контролера.
Сензор за положение на коляновия вал
Сензорът за положение на коляновия вал от индуктивен тип е предназначен да синхронизира работата на електронния блок за управление с TDC на буталата на 1-ви и 4-ти цилиндър и ъгловото положение на коляновия вал.
Сензорът е монтиран в задната част на блока на двигателя срещу задвижващия диск на коляновия вал. Задвижващият диск е зъбно колело с 58 гнезда, 57 от които са разположени на интервали от 6°. Последният жлеб е направен по-широк, за да се създаде импулс за синхронизация ("референтен" импулс), който е необходим за координиране на работата на управляващия блок с TDC на буталата в 1-ви и 4-ти цилиндър.
Докато коляновият вал се върти, магнитното поле на сензора се променя, предизвиквайки импулси на AC напрежение. Блокът за управление определя скоростта на коляновия вал от сигналите на сензора и издава импулси за управление на двигателя.
Неизправността на този сензор води до пълна повреда на системата за управление на двигателя: при липса на сигнал е невъзможно да се стартира двигателят.
Сензор за абсолютно налягане в колектора
Сензорът за абсолютно налягане във всмукателната тръба преобразува вакуума в тази тръба в електрическо напрежение, от което ECU определя натоварването на двигателя. Сензорът е монтиран на всмукателната тръба и е свързан към нейната кухина чрез гумена тръба. Изходното напрежение на сензора се променя в зависимост от налягането във всмукателната тръба - от 4,9 V (при широко отворена клапа) до 0,3 V (при затворена клапа). Когато двигателят не работи, управляващият блок определя атмосферното налягане от напрежението на сензора и адаптира параметрите за управление на впръскването към конкретната надморска височина. Стойностите на атмосферното налягане, съхранени в паметта, се актуализират периодично, когато автомобилът е в стабилно движение и при пълно отваряне на газта.
Сензор за температура на входящия въздух
Сензорът за температура на входящия въздух се завинтва в отвора на маркуча за подаване на въздух близо до въздушния филтър. Сензорът е NTC термистор. Въз основа на информацията за температурата на въздуха от сензора, контролерът регулира количеството впръскано гориво.
При сензора за температура на въздуха проверете съпротивлението на клемите на сензора при различни температурни условия.
Фазов сензор
Фазовият сензор е монтиран в предната част на главата на цилиндъра между зъбните шайби на разпределителните валове. Принципът на неговото действие се основава на ефекта на Хол. Сензорът определя TDC на хода на компресия на буталото на 1-ви цилиндър. Сигналът от сензора се използва от контролера за организиране на поетапно впръскване на гориво в съответствие с реда на работа на цилиндрите. В случай на неизправност на веригата, контролерът съхранява своя код в паметта си и включва алармата на системата за управление на двигателя.
Сензор за температура на охлаждащата течност
Сензорът за температурата на охлаждащата течност е монтиран от дясната страна на главата на цилиндъра между първия и втория цилиндър. Сензорът е NTC термистор: електрическото съпротивление на сензора намалява с повишаване на температурата. ECU обработва сигнала от сензора и задава оптималното обогатяване на работната смес при загряване на двигателя.
Електронният блок захранва веригата на температурния сензор с постоянно "референтно" напрежение. Напрежението на сигнала на сензора е максимално, когато въздухът във всмукателната тръба е студен и намалява с повишаване на температурата му. От стойността на напрежението ECU определя температурата на входящия въздух и прави корекции при изчисляване на момента на запалване. Ако сензорът се повреди или има нарушения в неговата верига за свързване, ECU задава кода за грешка и го запомня. Ако ECU продължава да генерира DTC с добри контактни връзки в окабеляването, сменете сензора за температура на въздуха.
Сензор за детонация
Сензорът за детонация е прикрепен към горната част на цилиндровия блок и открива необичайни вибрации (детонации) в двигателя.
Чувствителният елемент на сензора е пиезоелектрична плоча. По време на детонация на изхода на сензора се генерират импулси на напрежение, които нарастват с увеличаване на интензивността на детонационните въздействия. Контролерът, въз основа на сигнал от сензор, регулира момента на запалване, за да елиминира мигането на детонационно гориво.
Сензор за положение на дросела
Сензорът за положение на дроселната клапа (TPS) е монтиран отстрани на дроселната клапа (под капака) и е свързан към оста на дроселната клапа.
Представлява потенциометър, чийто един край е захранен с "плюс" на захранващото напрежение (5 V), а другият му край е свързан към "земята". От третия изход на потенциометъра (от плъзгача) има изходен сигнал към ЕКУ-то. Когато дроселната клапа се завърти (от удара върху педала за управление), напрежението на изхода на сензора се променя. Когато дроселът е затворен, той е под 0,5 V. Когато дроселът се отвори, напрежението на изхода на сензора се повишава и трябва да бъде повече от 4 V, когато дроселът е напълно отворен. Чрез наблюдение на изходното напрежение на сензора, ECU регулира подаването на гориво в зависимост от ъгъла на отваряне на дросела (т.е. по желание на водача). TPS не изисква настройка, тъй като електронният блок възприема празен ход (т.е. пълно затваряне на газта) като нула.
В случай на повреда на сензора на дросела, ECU запаметява кода на грешката на сензора, включва предупредителната лампа на системата за управление на двигателя и изчислява прогнозната стойност на ъгъла на отваряне на дроселната клапа от скоростта на коляновия вал и от сигналите от температурата и абсолютната сензори за налягане на въздуха във всмукателната тръба.
Контрол на сензора за кислород
Сензорът за контрол на концентрацията на кислород се използва в системата за впръскване с обратна връзка и е монтиран в изпускателния колектор. За коригиране на изчисленията на продължителността на импулсите на впръскване се използва информация за наличието на кислород в отработените газове, тази информация се предоставя от контролния сензор за концентрация на кислород. Кислородът, съдържащ се в отработените газове, реагира със сензора, създавайки потенциална разлика на изхода на сензора. Варира от приблизително 0,1 V (високо съдържание на кислород - бедна смес) до 1 V (ниско съдържание на кислород - богата смес).
Следейки изходното напрежение на датчика за концентрация на кислород, контролерът определя коя команда за регулиране на състава на работната смес, която да подаде към инжекторите. Ако сместа е бедна (ниска потенциална разлика на изхода на сензора), тогава контролерът дава команда за обогатяване на сместа; ако сместа е богата (висока потенциална разлика) - за обедняване на сместа.
Диагностичен сензор за кислород
Диагностичният сензор за концентрация на кислород е монтиран в изпускателната тръба след преобразувателя, работи на същия принцип като сензора за управление. Сигналът, генериран от диагностичния датчик за концентрация на кислород, показва наличието на кислород в отработените газове след конвертора. Ако преобразувателят работи правилно, показанията на диагностичния сензор ще се различават значително от показанията на контролния сензор,