Sériové dátové rozhranie GMLAN
LAN spoločnosti General Motors (GMLAN) auto - rodina sériových komunikačných zberníc (podsiete), ktoré umožňujú elektronické ovládacie zariadenia (ECU alebo uzly) komunikovať medzi sebou alebo s diagnostickým testerom.
GMLAN podporuje tri zbernice, vysokorýchlostnú dvojdrôtovú zbernicu, strednú rýchlosť dvojdrôtovú zbernicu a jednodrôtovú nízkorýchlostnú zbernicu.
- vysokorýchlostný autobus (500 kbps) - zvyčajne sa používa na zdieľanie údajov v reálnom čase, ako je krútiaci moment špecifikovaný vodičom, skutočný krútiaci moment motora, uhol natočenia volantu atď.
- Stredná rýchlostná pneumatika (približne 95,2 kbps) - zvyčajne sa používa na informačnú podporu (displej, navigácia a pod.), kde doba odozvy systému vyžaduje prenos veľkého množstva údajov v relatívne krátkom čase, ako je aktualizácia zobrazenia grafických informácií.
- nízkorýchlostný autobus (33,33 kbps) - zvyčajne sa používa pre zariadenia ovládané vodičom, kde sa vyžaduje čas odozvy systému rádovo 100 – 200 ms. Táto zbernica tiež podporuje vysokorýchlostnú prevádzku pri 83,33 kbps, ktorá sa používa iba pri preprogramovaní ECU.
Rozhodnutie použiť konkrétnu zbernicu na konkrétnom vozidle závisí od toho, ako sú funkcie rozdelené medzi rôzne ovládače daného vozidla. Zbernice GMLAN používajú komunikačný protokol kontroléra LAN (CAN). Dáta sú zabalené do CAN správ, ktoré sú rozdelené do "rámy" MÔCŤ. Každý rámec CAN obsahuje dáta hlavičky (tiež známy ako identifikátor CAN alebo CANId) a maximálne osem (8) bajtov dát. Správa môže pozostávať z jedného rámca alebo viacerých rámcov v závislosti od počtu dátových bajtov, ktoré definujú celú správu. Rozhodovanie o odkazoch sa vyskytuje iba v hlavičke alebo CANId, časti rámca.
Opis elektronického ovládača systému riadenia motora (ECM)
Elektráreň má elektronické riadiace systémy navrhnuté tak, aby znižovali emisie výfukových plynov pri zachovaní vynikajúceho jazdného výkonu a spotreby paliva. Elektronický ovládač riadenia motora (ECM) je riadiacim centrom tohto systému. ECM riadi mnohé funkcie motora a vozidla. ECM nepretržite prijíma informácie z rôznych snímačov a iných zdrojov údajov a riadi systémy, ktoré ovplyvňujú výkon vozidla a emisie. Okrem toho modul ECM vykonáva diagnostické kontroly rôznych častí systému. ECM dokáže zistiť poruchy a varovať vodiča prostredníctvom kontrolky poruchy (MIL). Keď sa zistí porucha, ECM uloží DTC (DTC), ktorý identifikuje systém, v ktorom došlo k poruche. Regulátor dodáva vyrovnávacie napájacie napätie rôznym snímačom a spínačom. Ak chcete určiť, ktoré systémy riadi ECM, musíte zvážiť komponenty a schémy zapojenia.
Porucha činnosti kontrolky (MIL)
Kontrolka poruchy (MIL) umiestnený na prístrojovom paneli. Kontrolka MIL indikuje, že sa vyskytol problém s emisiami.
Opis systému riadenia polohy plynového pedálu (APP)
Systém riadenia polohy pedálu akcelerátora (APP) spolu s elektronickými systémami vozidla a ďalšími komponentmi slúži na výpočet a riadenie množstva zrýchlenia a spomalenia riadením vstrekovania paliva. Odpadá teda mechanické spojenie pomocou kábla medzi plynovým pedálom a systémom vstrekovania paliva.
Systém APP okrem iného obsahuje nasledujúce uzly:
- Zostava snímača polohy plynového pedála (APP)
- Elektronický ovládač riadenia motora (ECM)
Snímač polohy plynového pedálu (APP)
Snímač polohy plynového pedálu (APP) umiestnené na zostave plynového pedálu. Senzor pozostáva z 2 samostatných senzorov v jednom kryte. Snímač polohy plynového pedála komunikuje s ECM pomocou dvoch samostatných signálových obvodov, dolného referenčného a 5 V. Každý snímač vykonáva inú funkciu na zistenie polohy pedálu. ECM používa snímač APP na určenie veľkosti zrýchlenia alebo spomalenia požadovaného vodičom vozidla. Napätie zo snímača APP 1 stúpa pri stlačení plynového pedála z približne 1,0 V pri 0 % zdvihu pedálu na 4,0 V pri 100 % zdvihu pedálu. Napätie zo snímača APP 2 stúpne z približne 0,5 V pri 0 % zdvihu pedálu na 2,0 V pri 100 % zdvihu pedálu.
Popis palivového systému
Zloženie palivového systému tohto automobilu zahŕňa tieto komponenty:
- Nízkotlakový okruh
- Prívodné a vratné potrubia a hadice
- Blok distribúcie spätného paliva
- Palivová nádrž
- Čerpadlo na prívod paliva
- Snímače hladiny paliva
- Palivový filter/ohrievač
- Senzor vody v palive (WIF)
- Vysokotlakový okruh
- Vysokotlakové palivové čerpadlo s dávkovacou jednotkou
- palivová koľajnica (Common Rail)
- Snímač tlaku v palivovej lište (FRP)
- vstrekovače paliva
- Regulátor tlaku v palivovej lište (FRP)
Snímač hladiny paliva
Snímač hladiny paliva pozostáva z plaváka, plavákového drôteného ramena a keramickej dosky odporu. Hladina paliva je určená polohou páky plaváka. Snímač hladiny paliva má premenlivý odpor, ktorého odpor sa mení v závislosti od množstva paliva, ktoré zostalo v nádrži. Z ovládača elektronického systému riadenia motora (ECM) informácie o hladine paliva sa prenášajú do združeného prístroja (IPC). Táto informácia sa používa na indikáciu zostávajúceho palivomera na prístrojovej doske, ako aj na varovný indikátor nízkej hladiny paliva (Ak je k dispozícii). Okrem toho ECM využíva vstup zo snímača hladiny paliva na rôzne diagnostické funkcie.
Čerpadlo na prívod paliva
Hlavné palivové čerpadlo je umiestnené na ľavej strane palivovej nádrže. Toto palivové čerpadlo je napájané z relé palivového čerpadla, ktoré je riadené ECM. Palivo sa čerpá z palivovej nádrže do vysokotlakového palivového čerpadla.
Vysokotlakové palivové čerpadlo (CP1H)
Vysokotlakové palivové čerpadlo BOSCH CP1H sa používa na dieselovom motore Z20S. Toto čerpadlo je vylepšenou verziou modelu CP1. Teraz toto čerpadlo vytvára v palivovej koľajnici tlak až 1600 barov. Dosiahlo sa to posilnením pohonu, zlepšením ventilových zostáv a prijatím opatrení na zvýšenie pevnosti puzdra. Pre zabezpečenie dostatku paliva je čerpadlo konštruované na celkový výkon 160 l/h.
Požadovaný výkon čerpadla je plynule nastaviteľný pomocou elektricky poháňanej dávkovacej jednotky umiestnenej na vysokotlakovom palivovom čerpadle. Tento ventil reguluje množstvo paliva dodávaného do koľajnice podľa potrieb systému. Tento typ riadenia paliva nielen znižuje požiadavky na výkon čerpadla, ale znižuje aj maximálnu teplotu paliva. Nasávací tlak potrebný pre vysokotlakové palivové čerpadlo zabezpečuje elektrické podávacie čerpadlo paliva umiestnené na palivovej nádrži. Prebytočné palivo z vysokotlakového palivového čerpadla sa vracia do palivovej nádrže cez spätné vedenie paliva.
Vysokotlakové palivové čerpadlo je trojčinné piestové čerpadlo. Spája nízkotlakový a vysokotlakový palivový okruh. Čerpadlo je poháňané od motora pomocou rozvodového remeňa.
Zostava palivového filtra
Zostava palivového filtra pozostáva z puzdra palivového filtra, filtračného prvku, snímača vody v palive, ohrievača paliva a snímača teploty paliva. Filtračný prvok zachytáva častice v palive, ktoré môžu poškodiť systém vstrekovania paliva. Zo snímača teploty paliva sa signál odošle do ECM, ktorý vydá príkaz na ohrev paliva cez ohrievač paliva. Snímač vody v palive detekuje prítomnosť vody v kryte palivového filtra.
Prívodné a spätné palivové vedenie
Prívodné palivové potrubie vedie palivo z palivovej nádrže do vysokotlakového palivového čerpadla. Spätné palivové potrubia vracajú palivo z jednotky distribúcie spätného paliva späť do palivovej nádrže.
Zostavy palivových koľajníc
Zostava rozdeľovača paliva distribuuje stlačené palivo cez palivové potrubia do vstrekovačov paliva.
Zostava palivovej lišty pozostáva z nasledujúcich častí:
- palivová koľajnica (Common Rail)
- Snímač tlaku v palivovej lište (FRP)
- Regulátor tlaku v palivovej lište (FRP)
Snímač tlaku v potrubí paliva poskytuje informácie o tlaku paliva do ECM. ECM používa tieto informácie na riadenie tlaku paliva otváraním alebo zatváraním regulátora tlaku paliva spolu s meracím blokom pred vysokotlakovým palivovým čerpadlom.
Vstrekovače paliva
Vstrekovač paliva je elektromagnetické zariadenie riadené ECM, ktoré dávkuje stlačené palivo do jedného valca motora. ECM aktivuje elektromagnetický ventil vstrekovača s nízkou impedanciou, aby otvoril normálne zatvorený ventil. Palivo pod tlakom sa vypúšťa cez ihlu vstrekovača paliva a vracia sa do palivovej nádrže cez spätné vedenie paliva. Rozdiel v tlaku paliva nad a pod ihlou spôsobí otvorenie ihly. Palivo z hrotu vstrekovača paliva je počas kompresného zdvihu motora vstrekované priamo do spaľovacej komory.
Popis systému žeraviacich sviečok
V dieselovom motore sa vo valci stláča iba vzduch. Potom sa po stlačení vzduchu časť paliva rozpráši do valca a následkom zahriatia pri kompresii dôjde k vznieteniu. Na uľahčenie štartovania motora sa používajú štyri žeraviace sviečky.
Žeraviace sviečky sú ovládané ovládačom žeraviacich sviečok (GCU), a žeraviacim sviečkam netrvá viac ako 3 sekundy, kým sa zohrejú na 1000°C (1832°F). Teplota a spotreba energie sú riadené spoločne ECM a GCU v širokom rozsahu, aby sa splnili podmienky predhrievania motora. Napájanie je privádzané do každej žeraviacej sviečky samostatne. Takéto usporiadanie poskytuje optimálny čas ohrevu žeraviacich sviečok, zatiaľ čo prevádzkový čas predhrievania možno obmedziť na minimum, aby sa skrátil čas spustenia a predĺžila sa životnosť žeraviacich sviečok.
Počiatočný čas zapálenia žeraviacej sviečky sa líši v závislosti od napätia a teploty systému. Pri nízkych teplotách sa čas zapnutia predlžuje.
Žeraviace sviečky
Žeraviace sviečky sú ohrievače v každom valci, ktoré fungujú pri 4,4 V. Zapínajú sa a ovládajú sa signálom modulovaným šírkou impulzu, keď je kľúč zapaľovania otočený do "PRÁCA" pred naštartovaním motora. Určitý čas po spustení pokračujú v pulznom režime a potom sa vypnú.
Indikátor žeravenia na prístrojovej doske vás informuje o podmienkach štartovania motora. Indikátor zapaľovacích sviečok sa nerozsvieti, keď sú žeraviace sviečky v činnosti po naštartovaní motora.
Ovládač žeraviacej sviečky (GCU)
Ovládač žeraviacich sviečok je polovodičové zariadenie, ktoré riadi žeraviace sviečky. GCU je pripojená k nasledujúcim obvodom:
- Obvod zapaľovacieho napätia 1.
- Obvod napätia batérie.
- Diagnostický obvod umiestnený medzi ECM a ovládačom žeraviacej sviečky.
- Uzemňovací obvod motora.
- Napájacie obvody žeraviacich sviečok sú umiestnené medzi ovládačom žeraviacich sviečok a samotnými žeraviacimi sviečkami.
Opis systému recirkulácie výfukových plynov (EGR)
Systém recirkulácie výfukových plynov (EGR) slúži na zníženie obsahu oxidov dusíka (NOx) vo výfukových plynoch vznikajúcich pri vysokých teplotách spaľovania. To sa deje privádzaním malého množstva výfukových plynov späť do spaľovacej komory. Výfukové plyny absorbujú časť tepelnej energie vznikajúcej pri spaľovacom procese a tým znižujú teplotu spaľovania. Systém EGR funguje len pri určitých teplotách, barometrickom tlaku a zaťažení motora, aby sa zabránilo zhoršeniu jazdného výkonu a zvýšil výkon motora.
Systém EGR pozostáva z nasledujúcich komponentov:
- EGR ventil - Ventil EGR je ovládaný podtlakom. Ventil EGR slúži na nasmerovanie výfukových plynov z výfukového systému do sacieho potrubia na recirkuláciu počas spaľovacieho procesu.
- Vákuová pumpa - Podtlak pre podtlakový ovládač ventilu EGR vytvára mechanické čerpadlo poháňané vačkovým hriadeľom nazývané vákuové čerpadlo. Vákuové čerpadlo beží nepretržite, keď je motor v chode.
- Elektromagnet ovládania podtlakového ovládača ventilu EGR - Elektromagnetický ventil ovládača podtlaku EGR sa nachádza v systéme riadenia podtlaku EGR medzi vákuovou pumpou a ventilom EGR. ECM vydáva signál modulácie šírky impulzu (PWM) cez uzemňovací obvod solenoidového ventilu na ovládanie podtlakového ovládača ventilu EGR, aby sa ventil EGR otvoril do požadovanej polohy pomocou odmeranej dodávky vákua z vákuovej pumpy. Elektromagnet ovládania vákuového ovládača EGR je napájaný zapaľovacím napätím cez napäťový obvod zapaľovania 1 z hlavného relé. Elektromagnetický ventil na reguláciu podtlaku EGR je normálne uzavretého typu.
- Ovládanie ovládača škrtiacej klapky EGR - Dieselové motory nevytvárajú dostatočné vákuum na to, aby umožnili recirkulovaným výfukovým plynom samy vstúpiť do spaľovacieho procesu. Keď je škrtiaca klapka EGR zatvorená, bráni vstupu čerstvého vzduchu do motora, čo spôsobuje vytváranie podtlaku. Keď ECM dostane príkaz na otvorenie ventilu EGR, škrtiaca klapka EGR dostane príkaz na zatvorenie. Škrtiaca klapka EGR je normálne otvoreného typu.
- snímač MAF - snímač MAF (hmotnostný prúd vzduchu) umiestnený v systéme nasávania vzduchu medzi vzduchovým filtrom a výstupným otvorom ventilu EGR. ECM využíva signál zo snímača hmotnostného prietoku vzduchu (MAF) na výpočet skutočného prietoku recirkulovaných výfukových plynov v sacom potrubí. Keď je ventil EGR otvorený, hodnota MAF klesá.
- EGR chladič - Chladiaca kvapalina motora prúdi cez chladič EGR, aby sa znížila teplota výfukových plynov predtým, ako vstúpia do ventilu EGR a sacieho potrubia.
Popis systému preplňovania turbodúchadlom
Turbodúchadlo zvyšuje výkon motora dodávaním stlačeného vzduchu do spaľovacích komôr, čím sa spáli viac paliva pri optimálnej zmesi paliva a vzduchu. V bežnom turbodúchadle sa turbína otáča vplyvom výfukových plynov z motora na lopatky turbíny. Tým sa otáča koleso kompresora na opačnom konci hriadeľa turbíny, čím sa pumpuje viac vzduchu do sacieho systému.
Na turbodúchadle tohto vozidla je poloha lopatiek turbíny riadená ovládačom riadenia motora (ECM), čím sa reguluje tlak turbodúchadla. Týmto spôsobom je možné regulovať plniaci tlak nezávisle od otáčok motora. Čepele sú upevnené na spoločnom krúžku, ktorým je možné otáčaním meniť uhol lopatiek. ECM mení zosilnenie na základe zaťaženia motora.
Popis systému filtra pevných častíc (DPF)
Systém úpravy výfukových plynov dieselového motora pozostáva zo štartovacieho katalyzátora umiestneného v motorovom priestore (precat) a katalyzátor umiestnený pod karosériou (hlavný oxidačný katalyzátor nafty + potiahnutý filter pevných častíc).
Systémy riadenia motora a úpravy výfukových plynov sú navrhnuté tak, aby znižovali obsah škodlivých látok, ako sú uhľovodíky vo výfukových plynoch (HC) a oxid uhoľnatý (CO), ako aj pevné častice (sadze) s cieľom splniť súčasné prísne emisné normy výfukových plynov.
Filter pevných častíc je vyrobený z karbidu kremíka a potiahnutý ušľachtilým kovom. Je určený na redukciu uhľovodíkov (HC) a oxid uhoľnatý (CO) a zachytáva častice vo výfukových plynoch motora, aby sa znížili emisie sadzí do atmosféry. Častice sadzí sa hromadia v kanáloch potiahnutého dieselového filtra a v pravidelných intervaloch sa spaľujú (v procese tzv "regenerácia"), aby sa zabránilo upchatiu filtra. Nadmerné hromadenie sadzí vo filtri môže viesť k poklesu výkonu motora a poruche filtra počas regenerácie. Na zvýšenie teploty výfukových plynov počas regenerácie sa do filtra vstrekuje ďalšie palivo cez množstvo vstrekovačov. Počas tejto doby stúpne teplota v DPF približne na 600°C a nahromadené sadze oxidujú alebo sa vypália na oxid uhličitý (CO 2).
Tlakové trubice pripojené k snímaču diferenčného tlaku merajú úroveň usadenín sadzí v potiahnutom filtri pevných častíc a chránia motor spustením procesu regenerácie, keď sa dosiahne kritická úroveň sadzí.
Štartovací katalyzátor v motorovom priestore (precat) a hlavný dieselový katalyzátor (DOC) potiahnuté ušľachtilým kovom a slúžia na zníženie obsahu uhľovodíkov vo výfukových plynoch (HC) a oxid uhoľnatý (CO). Tieto agregáty navyše pri regenerácii prispievajú k zvýšeniu teploty výfukových plynov spaľovaním dodatočne vstrekovaného paliva. Dodatočné vstrekovanie paliva do valcov umožňuje regeneráciu za akýchkoľvek prevádzkových podmienok motora, ako aj pri akýchkoľvek hodnotách vonkajšej teploty a tlaku. Proces regenerácie prebieha hladko a pre vodiča vozidla je zvyčajne nepostrehnuteľný.