Urządzenie układu sterowania silnikiem

Elektroniczna jednostka sterująca silnika.

Silnik wyposażony jest w rozproszony, fazowy układ wtrysku paliwa: benzyna jest dostarczana przez wtryskiwacze do każdego cylindra po kolei zgodnie z kolejnością pracy silnika.

System zarządzania silnikiem składa się z elektronicznej jednostki sterującej (ECU), czujniki parametrów pracy silnika i pojazdu oraz elementy wykonawcze.

ECU to minikomputer do zadań specjalnych. Zawiera pamięć roboczą (Baran) i programowalną pamięć tylko do odczytu (BAL STUDENCKI).

Sterownik znajduje się w komorze silnika - mocowany jest za pomocą wspornika do lewego błotnika. Oprócz dostarczania napięcia do czujników i sterowania siłownikami, ECU realizuje funkcje diagnostyczne systemu zarządzania pracą silnika (pokładowy system diagnostyczny) - określa obecność wadliwego działania elementów w układzie, włącza wskaźnik awarii w zestawie wskaźników i zapisuje kody usterek w swojej pamięci. W przypadku wykrycia usterki, aby uniknąć negatywnych konsekwencji (spalone tłoki na skutek detonacji, uszkodzenia katalizatora w przypadku wypadania zapłonów w mieszance paliwowo-powietrznej, przekroczenia dopuszczalnych wartości toksyczności spalin itp.), ECU wprowadza system w awaryjne tryby pracy.


Ich istotą jest to, że w przypadku awarii któregokolwiek czujnika lub jego obwodu, sterownik silnika korzysta z danych zastępczych zapisanych w jego pamięci.



Wskaźnik awarii systemu zarządzania pracą silnika znajduje się w zestawie wskaźników.

Jeśli system działa, to po włączeniu zapłonu lampka ostrzegawcza powinna się zapalić - w ten sposób ECU sprawdza sprawność lampki ostrzegawczej i obwodu sterującego.

Po uruchomieniu silnika kontrolka powinna zgasnąć, jeżeli w pamięci komputera nie ma warunków do jej aktywacji. Włączenie sygnalizatora przy pracującym silniku informuje kierowcę, że system diagnostyki pokładowej wykrył usterkę, a dalsza jazda samochodem odbywa się w trybie awaryjnym.

W takim przypadku niektóre parametry silnika mogą ulec pogorszeniu (moc, wydajność, wydajność), ale ruch z takimi usterkami jest możliwy, a samochód może samodzielnie jechać na stację paliw.

Jeżeli usterka była tymczasowa, elektroniczna jednostka sterująca wyłączy lampkę ostrzegawczą na trzy przejazdy bez usterki.

Kody usterek (nawet jeśli lampka ostrzegawcza jest wyłączona) pozostają w pamięci urządzenia i mogą być odczytane za pomocą specjalnego narzędzia diagnostycznego - skanera podłączonego do bloku diagnostycznego.






Blok diagnostyczny (złącze diagnostyczne) znajduje się pod tablicą rozdzielczą - mocowana za pomocą dwóch wkrętów samogwintujących do wspornika ramy tablicy rozdzielczej (lekko na prawo od uchwytu zatrzasku maski).

Gdy kody usterek zostaną usunięte z pamięci modułu elektronicznego za pomocą narzędzia diagnostycznego, lampka kontrolna awarii w zestawie wskaźników gaśnie.

Czujniki układu sterującego przekazują ECU informacje o parametrach silnika i samochodu, na podstawie których oblicza moment, czas trwania i kolejność otwierania wtryskiwaczy paliwa, moment i kolejność iskrzenia.





Czujnik położenia wału korbowego znajduje się na przedniej ścianie bloku cylindrów pod filtrem oleju.




Czujnik dostarcza sterownikowi informacji o prędkości i położeniu kątowym wału korbowego.

Czujnik jest typu indukcyjnego, reaguje na przejście zębów tarczy napędowej przymocowanej do policzka wału korbowego 4. cylindra w pobliżu jego rdzenia. Zęby znajdują się na dysku w odstępie 6°. Aby określić położenie wału korbowego, odcina się dwa zęby z 60, tworząc szeroki rowek.

Gdy rowek ten przechodzi obok czujnika, tzw «odniesienie» impuls synchronizacji. Odstęp montażowy między rdzeniem czujnika a końcówkami zębów wynosi około 1,3 mm. Gdy dysk napędowy obraca się, zmienia się strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym czujnika - w jego uzwojeniu indukowane są impulsy napięcia prądu przemiennego. Na podstawie liczby i częstotliwości tych impulsów, ECU oblicza fazę i czas trwania impulsów do sterowania wtryskiwaczami i cewkami zapłonowymi.

Czujnik fazy (położenie wałka rozrządu) przymocowany do prawego końca głowicy cylindrów obok koła pasowego wałka rozrządu zaworów wydechowych.







Wzajemne położenie czujnika fazy i koła pasowego wałka rozrządu wydechu

Sygnał z czujnika fazy jest wykorzystywany przez ECU do koordynowania procesów wtrysku paliwa zgodnie z kolejnością pracy cylindrów.

Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla.

Czujnik reaguje na przejście występu wykonanego na końcu koła pasowego wałka rozrządu w celu określenia położenia tłoka pierwszego cylindra podczas cyklu roboczego. W zależności od położenia kątowego wału, czujnik wysyła prostokątne impulsy napięcia o różnych poziomach do jednostki sterującej. Na podstawie sygnałów wyjściowych czujników położenia wału korbowego i wałka rozrządu jednostka sterująca ustawia kąt wyprzedzenia zapłonu oraz cylinder, do którego należy podać paliwo. Jeśli czujnik fazy ulegnie awarii, ECU przełącza się na tryb wtrysku paliwa bez fazy.



Czujnik temperatury płynu chłodzącego wkręca się w gwintowany otwór w tylnej ściance głowicy cylindrów, pomiędzy kanałami doprowadzającymi powietrze 1. i 2. cylindra. Pręt czujnika jest myty przez płyn chłodzący krążący w płaszczu chłodzącym głowicy cylindrów.

Czujnik jest termistorem NTC, czyli jego rezystancja maleje wraz ze wzrostem temperatury. ECU dostarcza stabilizowane napięcie +5,0 V do czujnika przez rezystor i na podstawie spadku napięcia na czujniku oblicza temperaturę płynu chłodzącego, której wartości są wykorzystywane do regulacji dopływu paliwa i kąta wyprzedzenia zapłonu.

Czujnik położenia przepustnicy jest montowany na wale przepustnicy i jest rezystorem typu potencjometrycznego.

Ustabilizowane napięcie +5,0 V jest doprowadzane do jednego końca jego elementu rezystancyjnego z komputera, a drugi jest podłączony do «waga» blok elektroniczny. Z trzeciego wyjścia potencjometru (suwak), który jest podłączony do osi przepustnicy, odbierany jest sygnał dla jednostki sterującej. Poprzez okresowy pomiar napięcia wyjściowego sygnału czujnika, ECU określa aktualne położenie przepustnicy w celu obliczenia kąta wyprzedzenia zapłonu i czasu trwania impulsów wtrysku paliwa, a także sterowania regulatorem obrotów biegu jałowego. Czujnik położenia przepustnicy i regulator prędkości biegu jałowego są połączone w jedną jednostkę, zamontowaną na zespole przepustnicy.









Jeśli czujnik ulegnie awarii, konieczna jest wymiana całego zespołu przepustnicy z jednostką sterującą prędkością biegu jałowego i czujnikiem położenia przepustnicy (cm. Demontaż zespołu przepustnicy).



Czujnik ciśnienia bezwzględnego (rozrzedzenie) powietrze w kolektorze dolotowym jest przymocowane do korpusu kolektora dolotowego i połączone rurką z odbiornikiem. Czujnik ocenia zmiany ciśnienia powietrza w kolektorze dolotowym zależne od obciążenia silnika i prędkości obrotowej wału korbowego i przetwarza je na wyjściowe sygnały napięciowe. Na podstawie tych sygnałów ECU określa ilość powietrza wchodzącego do silnika i oblicza wymaganą ilość paliwa. Aby dostarczyć więcej paliwa przy dużym kącie otwarcia przepustnicy (podciśnienie w kolektorze dolotowym jest znikome) ECU zwiększa czas pracy wtryskiwaczy paliwa.

Wraz ze spadkiem kąta otwarcia przepustnicy wzrasta podciśnienie w kolektorze dolotowym, a ECU przetwarzając sygnał skraca czas pracy wtryskiwaczy. Czujnik ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym umożliwia ECU dokonywanie regulacji pracy silnika, gdy ciśnienie atmosferyczne zmienia się w zależności od wysokości nad poziomem morza.



Czujnik temperatury powietrza dolotowego silnika wkręca się w gwintowany otwór w odbiorniku rury dolotowej. Czujnik to termistor (o takich samych właściwościach elektrycznych jak czujnik temperatury płynu chłodzącego), który zmienia swoją rezystancję w zależności od temperatury powietrza. ECU przykłada do czujnika stabilizowane napięcie +5,0 przez rezystor i mierzy zmianę poziomu sygnału w celu określenia temperatury powietrza dolotowego.

Poziom sygnału jest wysoki, gdy powietrze w rurociągu jest zimne, a niski, gdy powietrze jest gorące.

Informacje otrzymane z czujnika są brane pod uwagę przez ECU przy obliczaniu przepływu powietrza w celu skorygowania dopływu paliwa i kąta wyprzedzenia zapłonu.



Czujnik spalania stukowego jest przymocowany do tylnej ściany bloku cylindrów w obszarze 3. cylindra.

Piezoceramiczny element czuły czujnika generuje sygnał napięcia przemiennego, którego amplituda i częstotliwość odpowiadają parametrom drgań ścianki bloku cylindrów silnika. Kiedy następuje detonacja, wzrasta amplituda drgań o określonej częstotliwości. Jednocześnie, aby stłumić detonację, ECU koryguje kąt wyprzedzenia zapłonu w kierunku późniejszego.

W systemie zarządzania silnikiem zastosowano dwa czujniki stężenia tlenu - kontrolny i diagnostyczny.





Kontrolny czujnik stężenia tlenu jest zainstalowany w kolektorze wydechowym.

Czujnik jest źródłem prądu galwanicznego, którego napięcie wyjściowe zależy od stężenia tlenu w otoczeniu czujnika. Na podstawie sygnału z czujnika o obecności tlenu w spalinach, ECU dostosowuje dopływ paliwa przez wtryskiwacze tak, aby skład mieszanki roboczej był optymalny dla wydajnej pracy katalizatora spalin.

Tlen zawarty w spalinach, po wejściu w reakcję chemiczną z elektrodami czujnika, tworzy różnicę potencjałów na wyjściu czujnika, która waha się od około 0,1 V do 0,9 V.

Niski poziom sygnału oznacza ubogą mieszankę (obecność tlenu), a wysoki poziom jest bogaty (bez tlenu). Gdy czujnik jest w stanie zimnym, nie ma sygnału wyjściowego czujnika, ponieważ jego rezystancja wewnętrzna w tym stanie jest bardzo duża - kilka MΩ (system zarządzania silnikiem działa w otwartej pętli).

Do normalnej pracy czujnik stężenia tlenu musi mieć temperaturę co najmniej 300°C.

W celu szybkiego rozgrzania czujnika po uruchomieniu silnika w czujnik wbudowany jest element grzejny, który jest sterowany przez ECU. W miarę nagrzewania się czujnika rezystancja spada i zaczyna generować sygnał wyjściowy. Następnie ECU zaczyna uwzględniać sygnał z czujnika stężenia tlenu do sterowania paliwem w trybie pętli zamkniętej.

Czujnik stężenia tlenu może być «otruty» w wyniku stosowania benzyny ołowiowej lub stosowania uszczelniaczy zawierających duże ilości silikonu podczas montażu silnika (związki krzemu) z dużą zmiennością. Opary silikonu mogą przedostawać się przez system wentylacji skrzyni korbowej do komory spalania silnika. Obecność związków ołowiu lub krzemu w spalinach może prowadzić do awarii czujnika.

W przypadku awarii czujnika lub jego obwodów, ECU steruje dopływem paliwa w otwartej pętli.

Diagnostyczna sonda lambda montowana jest za katalizatorem w rurze pośredniej układu wydechowego. Główną funkcją czujnika jest ocena sprawności katalizatora spalin.

Sygnał generowany przez czujnik wskazuje na obecność tlenu w spalinach za katalizatorem. Jeśli katalizator działa normalnie, odczyt czujnika diagnostycznego będzie znacznie różnił się od odczytu czujnika kontrolnego.

Zasada działania czujnika diagnostycznego jest taka sama jak czujnika kontrolnego stężenia tlenu.



Czujnik prędkości pojazdu montowany jest na obudowie sprzęgła skrzyni biegów od góry obok mechanizmu zmiany biegów.

Zasada działania czujnika prędkości oparta jest na efekcie Halla.

Koło zębate napędu czujnika jest zazębione z kołem zębatym zamontowanym na skrzynce mechanizmu różnicowego. Czujnik wysyła do komputera prostokątne impulsy napięcia o częstotliwości proporcjonalnej do prędkości obrotowej kół napędowych. Liczba impulsów czujnika jest proporcjonalna do odległości przebytej przez pojazd.

ECU określa prędkość samochodu na podstawie częstotliwości impulsów.

Układ zapłonowy jest częścią układu sterowania silnikiem i składa się z dwóch cewek zapłonowych, przewodów wysokiego napięcia oraz świec zapłonowych. W eksploatacji system nie wymaga konserwacji i regulacji, za wyjątkiem wymiany świec.



Sterowanie prądem w uzwojeniach pierwotnych cewek odbywa się za pomocą jednostki elektronicznej, w zależności od trybu pracy silnika.

Do wniosków drugorzędnych (Wysokie napięcie) uzwojenia cewki są podłączone do drutów świecowych: do jednej cewki - 1. i 4. cylinder, do drugiej - 2. i 3. cylinder. W ten sposób iskra przeskakuje jednocześnie w dwóch cylindrach (1–4 lub 2–3) - w jednym na końcu suwu sprężania (iskra robocza), w drugim - pod koniec cyklu wydawniczego (pojedynczy).

Cewka zapłonowa jest nierozłączna, w przypadku awarii podlega wymianie.



Świece zapłonowe NGK BKR6 E-11 (Silniki 1,4 l i 1,6 l) i NGK BKUR6ETB (silnik 1,8 l) lub odpowiedniki innych producentów.

Odstęp między elektrodami świecy zapłonowej 1,0–1,1 mm (Silniki 1,4 l i 1,6 l) i 0,7–0,9 mm (silnik 1,8 l).

Wielkość sześciokąta świecy - pod główką «o godzinie 16».

Gdy zapłon jest włączony, ECU zasila przekaźnik pompy paliwowej przez 2 sekundy, aby wytworzyć niezbędne ciśnienie w szynie paliwowej. Jeśli w tym czasie kręcenie wałem korbowym przez rozrusznik nie rozpocznie się, ECU wyłączy przekaźnik i włączy go ponownie po rozpoczęciu kręcenia.

Jeżeli silnik dopiero co został uruchomiony i jego obroty przekraczają 400 min¯¹, układ sterowania pracuje w pętli otwartej, ignorując sygnał z kontrolnego czujnika stężenia tlenu. Jednocześnie ECU oblicza skład mieszanki paliwowo-powietrznej na podstawie sygnałów wejściowych z czujnika temperatury płynu chłodzącego i czujnika ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym powietrza. Po rozgrzaniu kontrolnego czujnika stężenia tlenu układ zaczyna pracować w pętli zamkniętej uwzględniając sygnał z czujnika.

Jeśli przy próbie uruchomienia silnik nie odpala i istnieje podejrzenie, że cylindry są zalane nadmiarem paliwa, można je odpowietrzyć, całkowicie wciskając pedał «gaz» i włączając rozrusznik. Przy tej pozycji przepustnicy i obrotach wału korbowego poniżej 400 min¯¹, ECU wyłączy wtryskiwacze. Po zwolnieniu pedału «gaz», gdy przepustnica jest otwarta w mniej niż 80%, ECU włączy wtryskiwacze.

Podczas pracy silnika, w zależności od informacji płynących z czujników, skład mieszanki jest regulowany przez czas trwania impulsu sterującego podawanego na wtryskiwacze (im dłuższy impuls, tym większy dopływ paliwa).

Podczas hamowania silnikiem (przy włączonym biegu i sprzęgle), Gdy przepustnica jest całkowicie zamknięta, a prędkość obrotowa silnika jest wysoka, wtrysk paliwa nie jest wykonywany w celu zmniejszenia emisji spalin.

W przypadku spadku napięcia w sieci pokładowej pojazdu, ECU zwiększa czas gromadzenia energii w cewkach zapłonowych (dla niezawodnego zapłonu palnej mieszanki) i czas trwania impulsu wtrysku (aby zrekompensować wydłużenie czasu otwarcia dyszy). Wraz ze wzrostem napięcia w sieci pokładowej zmniejsza się czas gromadzenia energii w cewkach zapłonowych oraz czas trwania impulsu podawanego do wtryskiwaczy.

Wyłączenie zapłonu powoduje odcięcie dopływu paliwa, co zapobiega samozapłonowi mieszanki w cylindrach silnika.

Podczas serwisowania lub naprawy systemu zarządzania silnikiem zawsze wyłączaj zapłon (w niektórych przypadkach konieczne jest odłączenie końcówki przewodu «negatywny» zacisk akumulatora). Podczas wykonywania prac spawalniczych w pojeździe odłącz wiązki przewodów systemu zarządzania silnikiem od ECU. Przed suszeniem samochodu w suszarni komorowej (po malowaniu) wyjmij komputer.

Przy pracującym silniku nie odłączaj ani nie reguluj złączy wiązki przewodów sterujących silnika ani zacisków akumulatora. Nie uruchamiaj silnika, jeśli zaciski przewodów na zaciskach akumulatora i występach «masywny» przewody silnika są luźne lub brudne.