Urządzenie układu sterowania silnikiem

* Element niewidoczny na zdjęciu.

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).


ECU znajduje się w komorze silnika - jest przymocowany za pomocą wspornika do panelu przedniego.





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.

Jedynym wyjątkiem jest czujnik położenia wału korbowego, jeśli działa nieprawidłowo, silnik nie może pracować.

Jeżeli usterka jest tymczasowa, ECU wyłączy kontrolkę po 10 sekundach pod warunkiem, że w pamięci urządzenia nie ma innych kodów usterek wymagających włączenia kontrolki.

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

Blok diagnostyczny jest zamocowany po wewnętrznej stronie konsoli tablicy rozdzielczej po prawej stronie pedału gazu.






Podczas usuwania kodów usterek z pamięci modułu elektronicznego za pomocą narzędzia diagnostycznego lub poprzez odłączenie akumulatora (przez co najmniej 10 sek) sygnalizator 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 montowany jest na obudowie pompy oleju.





Czujnik przekazuje ECU informacje o prędkości i położeniu kątowym wału korbowego.

Czujnik jest typu indukcyjnego, reaguje na przejście zębów tarczy napędowej w pobliżu jej rdzenia, który jest połączony z dodatkowym kołem napędowym.

Zęby znajdują się na dysku w odstępie 6°.

Aby określić położenie wału korbowego, odcina się dwa zęby z 60, tworząc szeroki rowek.

Gdy ten rowek przechodzi obok czujnika, generowany jest w nim tak zwany "referencyjny" 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 sterujących wtryskiwaczami i cewką zapłonową.

Czujnik fazy jest zamontowany na tylnej ściance obudowy łożyska wałka rozrządu obok koła pasowego wałka rozrządu.





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 fali, wykonane na czubku wałka rozrządu.

W zależności od położenia kątowego wału, czujnik wysyła prostokątne impulsy napięcia 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 jest zainstalowany po lewej stronie głowicy cylindrów.





Czujnikiem jest termistor NTC, tj. 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.





Stabilizowane napięcie +5,0 V jest dostarczane na jeden koniec jego elementu rezystancyjnego z ECU, a drugi jest podłączony do "masy" jednostki elektronicznej.

Z trzeciego wyjścia potencjometru (suwak), który jest podłączony do osi przepustnicy, odbierany jest sygnał dla jednostki sterującej.

Mierząc napięcie wyjściowe 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 ciśnienia bezwzględnego (rozrzedzenie) powietrze w kolektorze dolotowym znajduje się w komorze silnika na przednim panelu i jest połączone z kolektorem dolotowym za pomocą rurki.





Czujnik ocenia zmiany ciśnienia powietrza w kolektorze dolotowym zależne od obciążenia silnika 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 (niskie podciśnienie w kolektorze dolotowym) 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 silnika, gdy ciśnienie atmosferyczne zmienia się w zależności od wysokości nad poziomem morza.

Czujnik temperatury powietrza w kolektorze dolotowym montowany jest w karbowanym wężu doprowadzającym powietrze do zespołu przepustnicy.





Czujnik to termistor (o takich samych właściwościach elektrycznych jak czujnik temperatury płynu chłodzącego), który zmienia swoją rezystancję w zależności od temperatury powietrza.

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 montowany jest na tylnej ścianie bloku cylindrów w okolicy 3. cylindra.





Piezoceramiczny element czuły czujnika generuje sygnał napięcia przemiennego, którego amplituda i częstotliwość odpowiadają parametrom drgań ściany bloku silnika.

Kiedy następuje detonacja, wzrasta amplituda drgań o określonej częstotliwości.

Jednocześnie, aby stłumić detonację, ECU koryguje kąt wyprzedzenia zapłonu w kierunku późniejszego.

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 zimny, nie ma wyjścia z czujnika, ponieważ jego rezystancja wewnętrzna w tym stanie jest bardzo wysoka - kilka MΩ (system zarządzania silnikiem działa w otwartej pętli).

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

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 tlenu może ulec zatruciu benzyną ołowiową.

Obecność związków ołowiu 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.





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

Aby szybko rozgrzać czujnik po uruchomieniu silnika, w czujnik wbudowany jest element grzejny, który jest kontrolowany przez ECU.

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.

Czujnik prędkości pojazdu montowany jest na górze obudowy skrzyni biegów obok mechanizmu zmiany biegów.





Zasada jego działania opiera się na efekcie Halla.

Napęd czujnika jest zainstalowany w skrzyni biegów i obraca się z częstotliwością proporcjonalną do prędkości przednich kół pojazdu.

Czujnik wysyła prostokątne impulsy napięcia do ECU (dolny poziom - nie więcej niż 1,0 V, górny - nie mniej niż 5,0 V).

Te same impulsy służą do obsługi prędkościomierza samochodu.

Liczba impulsów czujnika jest proporcjonalna do odległości przebytej przez pojazd.

ECU określa prędkość samochodu na podstawie częstotliwości impulsów.

Czujnik nierównej drogi montowany jest w komorze silnika na prawym muszli błotnika.





Czujnik przeznaczony jest do pomiaru amplitudy drgań ciała.

Zasada jego działania opiera się na efekcie piezoelektrycznym.

Zmienne obciążenie przekładni występujące podczas jazdy po wyboistych drogach wpływa na prędkość kątową obrotu wału korbowego silnika.

Jednocześnie oscylacje częstotliwości obrotów wału korbowego są podobne do podobnych oscylacji występujących podczas przerw w zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach silnika.

W takim przypadku, aby zapobiec fałszywemu wykrywaniu przerw zapłonu, ECU wyłącza tę funkcję pokładowego systemu diagnostycznego, gdy sygnał czujnika przekroczy określony próg.

Układ zapłonowy jest częścią układu sterowania silnikiem i składa się z cewki zapłonowej, przewodów wysokiego napięcia oraz świec zapłonowych.

W eksploatacji system nie wymaga konserwacji i regulacji, za wyjątkiem wymiany świec.

Sterowanie prądowe steruje dawką paliwa przez wtryskiwacze tak, aby skład mieszanki roboczej był optymalny dla wydajnej pracy katalizatora.

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 zimny, nie ma wyjścia z czujnika, ponieważ jego rezystancja wewnętrzna w tym stanie jest bardzo wysoka - kilka MΩ (system zarządzania silnikiem działa w otwartej pętli).

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

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 tlenu może ulec zatruciu benzyną ołowiową.

Obecność związków ołowiu 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.

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

Aby szybko rozgrzać czujnik po uruchomieniu silnika, w czujnik wbudowany jest element grzejny, który jest kontrolowany przez ECU.

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.

Czujnik prędkości pojazdu montowany jest na górze obudowy skrzyni biegów obok mechanizmu zmiany biegów.

Zasada jego działania opiera się na efekcie Halla.

Napęd czujnika jest zainstalowany w skrzyni biegów i obraca się z częstotliwością proporcjonalną do prędkości przednich kół pojazdu.

Czujnik wysyła prostokątne impulsy napięcia do ECU (dolny poziom - nie więcej niż 1,0 V, górny - nie mniej niż 5,0 V).

Te same impulsy służą do obsługi prędkościomierza samochodu.

Liczba impulsów czujnika jest proporcjonalna do odległości przebytej przez pojazd.

ECU określa prędkość samochodu na podstawie częstotliwości impulsów.

Czujnik nierównej drogi montowany jest w komorze silnika na prawym muszli błotnika.

Czujnik przeznaczony jest do pomiaru amplitudy drgań ciała.

Zasada jego działania opiera się na efekcie piezoelektrycznym.

Zmienne obciążenie przekładni występujące podczas jazdy po wyboistych drogach wpływa na prędkość kątową obrotu wału korbowego silnika.

Jednocześnie oscylacje częstotliwości obrotów wału korbowego są podobne do podobnych oscylacji występujących podczas przerw w zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach silnika.

W takim przypadku, aby zapobiec fałszywemu wykrywaniu przerw zapłonu, ECU wyłącza tę funkcję pokładowego systemu diagnostycznego, gdy sygnał czujnika przekroczy określony próg.

Układ zapłonowy jest częścią układu sterowania silnikiem i składa się z cewki zapłonowej, przewodów wysokiego napięcia oraz świec zapłonowych.

W eksploatacji system nie wymaga konserwacji i regulacji, za wyjątkiem wymiany świec.

Sterowanie prądem w uzwojeniach pierwotnych cewki jest realizowane przez ECU w zależności od trybu pracy silnika.

Do wniosków drugorzędnych (Wysokie napięcie) uzwojenia cewki są podłączone do drutów świec: do jednego uzwojenia - 1. i 4. cylinder, do drugiego - 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 CHAMPION RN9YC, NGK BPR6ES lub odpowiedniki innych producentów.





Odstęp między elektrodami świecy zapłonowej wynosi 0,7–0,8 mm.

Rozmiar sześciokąta pod klucz wynosi 21 mm.

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.

Podczas pracy silnika skład mieszanki jest regulowany przez czas trwania impulsu sterującego podawanego na wtryskiwacze (im dłuższy impuls, tym większy dopływ paliwa).

Jeśli nie ma sygnału z czujnika położenia wału korbowego (wał się nie obraca, czujnik lub jego obwody są uszkodzone) ECU odcina dopływ paliwa do cylindrów.

Dopływ paliwa jest również wyłączany po wyłączeniu zapłonu, co zapobiega samozapłonowi mieszanki w cylindrach silnika.

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 cewce zapłonowej (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 cewce zapłonowej oraz czas trwania impulsu podawanego do wtryskiwaczy.

ECU steruje wentylatorem przez przekaźnik (wentylatory - jeśli jest klimatyzator) układ chłodzenia w zależności od temperatury silnika i prędkości obrotowej wału korbowego.

Podczas serwisowania lub naprawy systemu zarządzania silnikiem zawsze wyłączaj zapłon (w niektórych przypadkach konieczne jest odłączenie końcówki przewodu od "ujemnego" bieguna 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 końcówki przewodów "masy" na silniku są poluzowane lub zabrudzone.