Електрична схема системи керування двигуном наведена в кінці книги.
Попередження: Перш ніж знімати будь-які вузли ЕСУД, від'єднайте провід від клеми мінус акумуляторної батареї.
Не пускайте двигун, якщо наконечники дротів на акумуляторі погано затягнуті.
Ніколи не від'єднуйте акумулятор від бортової мережі автомобіля під час роботи двигуна.
Під час заряджання акумулятора від'єднуйте його від бортової мережі автомобіля.
Не піддавайте електронний блок керування (ЕБУ) температурі вище 65°С у робочому стані та вище 80°С у неробочому (наприклад, у сушильній камері). Якщо цю температуру буде перевищено, треба зняти ЕБУ з автомобіля.
Не від'єднуйте від ЕБУ та не приєднуйте до нього роз'єми джгута проводів при включеному запалюванні.
Перед проведенням електродугового зварювання на автомобілі від'єднуйте дроти від акумуляторної батареї та роз'єми дротів від ЕБУ. Усі вимірювання напруги виконуйте цифровим вольтметром, внутрішній опір якого не менше 10 МОм.
Кількість палива, що подається форсунками, регулюється електричним імпульсним сигналом від ЕБУ. Він відстежує дані про стан двигуна, розраховує потребу в паливі та визначає необхідну тривалість подачі палива форсунками (тривалість імпульсу – шпаруватість). Для збільшення кількості палива, що подається, ЕБУ збільшує тривалість імпульсу, а для зменшення подачі палива - скорочує
ЕБУ оцінює результати своїх розрахунків та команд, запам'ятовує режими нещодавньої роботи та діє відповідно до них. «Навчання» або адаптація ЕБУ є безперервним процесом, але відповідні налаштування зберігаються в оперативній пам'яті електронного блоку до першого відключення живлення ЕБУ.
ЕБУ управляє подачею палива чи одночасно, тобто. при певному положенні колінчастого валу, чи асинхронно, тобто. незалежно або без синхронізації з обертанням колінчастого валу. Синхронне впорскування палива - режим, що найчастіше застосовується. Асинхронне упорскування палива застосовується в основному в режимі пуску двигуна. ЕБУ включає форсунки послідовно. Кожна з форсунок включається через кожні 720°повороту колінчастого валу. Такий метод дозволяє більш точно дозувати паливо по циліндрах і знизити рівень токсичності газів, що відпрацювали.
Кількість палива, що подається визначається станом двигуна, тобто. режим його роботи. Ці режими забезпечуються ЕБУ та описані нижче.
Коли колінчастий вал двигуна починає прокручуватися стартером, перший імпульс від датчика положення колінчастого валу викликає імпульс від ЕБУ на включення відразу всіх форсунок, що дозволяє прискорити пуск двигуна.
Початковий упорскування палива відбувається щоразу при пуску двигуна. Тривалість імпульсу впорскування залежить від температури. На холодному двигуні імпульс упорскування збільшується збільшення кількості палива, на прогрітому - тривалість імпульсу зменшується. Після початкового упорскування ЕБУ перемикається на відповідний режим керування форсунками.
Режим запуску. При включенні запалення ЕБУ включає реле паливного насоса, який утворює тиск у магістралі подачі палива до паливної рампи.
ЕБУ перевіряє сигнал від датчика температури охолоджуючої рідини та визначає необхідну для пуску кількість палива та повітря.
Коли колінчастий вал двигуна починає прокручуватися, ЕБУ формує фазований імпульс включення форсунок, тривалість якого залежить від сигналів датчика температури рідини, що охолоджує. На холодному двигуні тривалість імпульсу більша (для збільшення кількості палива, що подається), а на прогрітому - менше.
Режим збагачення при прискоренні
ЕБУ стежить за різкими змінами положення дросельної заслінки (за сигналом датчика положення дросельної заслінки), а також за сигналом датчика абсолютного тиску та забезпечує подачу додаткової кількості палива за рахунок збільшення тривалості імпульсу упорскування. Режим збагачення при прискоренні застосовується тільки для управління паливоподачею в перехідних умовах (при переміщенні дросельної заслінки).
Режим вимкнення подачі палива при гальмуванні двигуном
При гальмуванні двигуном із включеною передачею та зчепленням ЕБУ може на короткі періоди часу повністю відключити імпульси упорскування палива. Відключення та включення подачі палива в цьому режимі відбувається при створенні певних умов по температурі рідини, що охолоджує, частоті обертання колінчастого валу, швидкості автомобіля і куту відкриття дросельної заслінки.
Компенсація напруги живлення
При падінні напруги живлення система запалювання може давати слабку іскру, а механічний рух «відкриття» форсунки може займати більше часу. ЕБУ компенсує це шляхом збільшення часу накопичення енергії в котушках запалення та тривалості імпульсу упорскування.
Відповідно при зростанні напруги акумуляторної батареї (або напруги в бортовій мережі автомобіля) ЕБУ зменшує час накопичення енергії в котушках запалення та тривалість упорскування.
Режим вимкнення подачі палива
При зупинці двигуна (вимкненому запалюванні) паливо форсункою не подається, таким чином виключається мимовільне займання суміші в двигуні, що перегрітий. Крім того, імпульси на відкриття форсунок не подаються, якщо ЕБУ не отримує опорні імпульси від датчика положення колінчастого валу, тобто. це означає, що двигун не працює.
Відключення подачі палива відбувається при перевищенні гранично допустимої частоти обертання колінчастого валу двигуна для захисту двигуна від роботи на неприпустимо високих оборотах.
Електронний блок керування
Електронний блок управління (ЕБУ, контролер) двигуном розташований у центральній частині короба повітропритоку і є керуючим центром електронної системи управління двигуном. Він безперервно обробляє інформацію від різних датчиків і управляє системами, що впливають на токсичність газів, що відпрацювали, і експлуатаційні показники автомобіля.
В ЕБУ надходить така інформація:
- положення та частота обертання колінчастого валу;
- положення розподільчого валу;
- температура охолоджуючої рідини;
- температура і тиск повітря, що всмоктується;
- положення педалі акселератора;
- положення дросельної заслінки;
- вміст кисню у відпрацьованих газах;
- наявність детонації у двигуні;
- швидкість автомобіля;
- напруга в бортовій мережі автомобіля;
- запит на увімкнення кондиціонера.
На основі отриманої інформації ЕБУ керує такими системами та приладами:
- подачею палива (форсунками та паливним насосом);
- подачею повітря (ступенем відкриття дросельної заслінки);
- системою запалювання;
- адсорбером системи уловлювання парів бензину;
- вентилятором системи охолодження двигуна;
- муфтою компресора кондиціонера;
- системою діагностики.
ЕБУ включає вихідні ланцюги (форсунки, різні реле та ін.) шляхом замикання їх на масу через вихідні транзистори, Єдине виняток - ланцюг реле паливного насоса. Паливний насос підключається через силове реле. У свою чергу, обмоткою реле управляє ЕБУ за допомогою замикання одного з висновків на масу.
ЕБУ оснащений вбудованою системою діагностики. Він може розпізнавати проблеми в роботі ЕСУД, попереджаючи про них водія через сигналізатор несправності в системі керування двигуном. Крім того, ЕБУ зберігає діагностичні коди, що вказують на несправність конкретного елемента системи та характер цієї несправності, щоб допомогти фахівцям у проведенні діагностики та ремонту.
Діагностичний роз'єм
Діагностичний роз'єм служить для обміну даними з ЕБУ і розташований зліва під панеллю приладів. До діагностичного роз'єму підключається пристрій для сканування для зчитування інформації про помилки, що зберігаються в пам'яті ЕБУ, для перевірки датчиків і виконавчих механізмів в реальному часі, для управління виконавчими механізмами і перепрограмування ЕБУ.
В ЕБУ закладено такі типи пам'яті:
- програмований постійний пристрій (ППЗУ);
- оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП);
- електрично репрограмований запам'ятовуючий пристрій (ЕРПЗП).
Програмований постійний пристрій (ППЗУ). У ньому знаходиться загальна програма, в якій міститься послідовність робочих команд (алгоритми управління) та різна калібрувальна інформація. Ця інформація являє собою дані керування упорскуванням, запаленням, холостим ходом та ін, які залежать від маси автомобіля, типу та потужності двигуна, передавальних чисел трансмісії та інших факторів. ППЗУ називають пристроєм калібрування, що ще запам'ятовує. Вміст ППЗУ може бути змінено після програмування. Ця пам'ять не потребує живлення збереження записаної у ній інформації, яка стирається при відключенні харчування, тобто. ця пам'ять енергонезалежна.
Оперативний пристрій (ОЗУ)
Це блокнот ЕБУ. Мікропроцесор блоку використовує його для тимчасового зберігання вимірюваних параметрів для розрахунків та проміжної інформації. Мікропроцесор може в міру потреби вносити в нього дані або зчитувати їх.
Мікросхему ОЗУ змонтовано на друкованій платі контролера. Ця пам'ять є енергозалежною і вимагає безперебійного живлення для збереження. При припиненні подачі харчування діагностичні коди несправностей, що містяться в ОЗП, і розрахункові дані стираються.
Електрично репрограмований запам'ятовуючий пристрій (ЕРПЗП)
Використовується для тимчасового зберігання кодів паролів протиугінної системи автомобіля (іммобілізатора). Коди-паролі, що приймаються ЕБУ від блоку управління іммобілізатором, порівнюються з кодами, що зберігаються в ЕРПЗУ, внаслідок чого дозволяється або забороняється пуск двигуна.
В ЕРПЗУ записуються такі експлуатаційні параметри автомобіля, як загальний пробіг автомобіля, загальна витрата палива та час роботи двигуна.
ЕРПЗУ реєструє і деякі порушення роботи двигуна та автомобіля:
- час роботи двигуна з перегрівом;
- час роботи двигуна на низькооктановому паливі;
- час роботи двигуна з перевищенням максимально допустимої частоти обертання;
- час роботи двигуна з пропусками займання паливоповітряної суміші, про наявність яких вказує сигналізатор системи керування двигуном;
- час роботи двигуна з несправним датчиком детонації;
- час роботи двигуна з несправними датчиками концентрації кисню;
- час руху автомобіля з перевищенням максимально дозволеної швидкості під час обкатки;
- час руху автомобіля з несправним датчиком швидкості;
- кількість відключень акумулятора при включеному замку запалювання.
ЕРПЗУ є енергонезалежною пам'яттю і може зберігати інформацію без подачі живлення на контролер.
Датчик положення колінчастого валу
Датчик положення колінчастого валу індуктивного типу призначений для синхронізації роботи електронного блоку управління з ВМТ поршнів 1-го та 4-го циліндрів та кутовим положенням колінчастого валу.
Датчик встановлений у задній частині блоку циліндрів двигуна навпроти задає диска на колінчастому валу. Задающий диск є зубчасте колесо з 58 пазами, 57 з яких розташовані з інтервалом 6°. Останній паз виконаний більш широким для створення імпульсу синхронізації («опорного» імпульсу), який необхідний для узгодження роботи блоку управління з ВМТ поршнів в 1-му і 4-му циліндрах.
При обертанні колінчастого валу змінюється магнітне поле датчика, наводячи імпульси напруги змінного струму. Блок керування сигналами датчика визначає частоту обертання колінчастого валу і видає імпульси на керування двигуном.
Несправність цього датчика викликає повну відмову системи керування двигуном: за відсутності його сигналу двигун пустити неможливо.
Датчик абсолютного тиску у впускній трубі
Датчик абсолютного тиску у впускній трубі перетворює розрідження в цій трубі електричну напругу, за значенням якого ЕБУ визначає навантаження двигуна. Датчик встановлений на трубі впуску і з'єднаний з її порожниною гумовою трубкою. Вихідна напруга датчика змінюється відповідно до тиску у впускній трубі - від 4,9 В (при повністю відкритій дросельній заслінці) до 0,3 В (при закритій заслінці). При непрацюючому двигуні блок управління напругою датчика визначає атмосферний тиск і адаптує параметри регулювання упорскування до конкретної висоті над рівнем моря. Значення атмосферного тиску, що зберігаються в пам'яті, періодично оновлюються при рівномірному русі автомобіля та під час повного відкриття дросельної заслінки.
Датчик температури повітря, що всмоктується
Датчик температури повітря, що всмоктується, ввернуть в отвір воздухоподводящего рукава біля повітряного фільтра. Датчик є термістором з негативним температурним коефіцієнтом опору. За інформацією про температуру повітря від датчика контролер регулює кількість палива, що впорскується.
У датчика температури повітря перевіряють опір на висновках датчика за різних температурних режимах.
Датчик фази
Датчик фази встановлений у передній частині головки блоку циліндрів між зубчастими шківами розподільних валів. Принцип його дії ґрунтується на ефекті Холла. Датчик визначає ВМТ такту стиснення поршня 1-го циліндра. Сигнал датчика використовується контролером для організації фазованого упорскування палива відповідно до порядку роботи циліндрів. У разі несправності ланцюга контролер заносить у пам'ять її код і включає сигналізатор системи управління двигуном.
Датчик температури рідини для охолодження
Датчик температури рідини, що охолоджує, встановлений у правій частині головки блоку циліндрів між першим і другим циліндрами. Датчик є термістором з негативним температурним коефіцієнтом: електричний опір датчика зменшується з підвищенням температури. ЕБУ обробляє сигнал датчика та встановлює оптимальне збагачення робочої суміші при прогріванні двигуна.
Електронний блок живить ланцюг датчика температури постійною «опорною» напругою. Напруга сигналу датчика є максимальною, коли повітря у впускній трубі холодне, і знижується в міру підвищення його температури. За значенням напруги ЕБУ визначає температуру повітря на впуску та вносить корективи при розрахунку кута випередження запалення. При відмові датчика або порушеннях ланцюга його підключення ЕБУ встановлює код несправності та запам'ятовує його. Якщо ЕБУ продовжує видавати код несправності під час справних контактних з'єднань у проводці, замініть датчик температури повітря.
Датчик детонації
Датчик детонації прикріплений до верхньої частини блоку циліндрів, що вловлює аномальні вібрації (детонаційні удари) у двигуні.
Чутливим елементом датчика є п'єзокристалічна пластинка. При детонації на виході датчика генеруються імпульси напруги, які збільшуються із зростанням інтенсивності ударів детонації. Контролер сигналу датчика регулює випередження запалення для усунення детонаційних спалахів палива.
Датчик положення дросельної заслінки
Датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ) встановлений збоку на дросельному вузлі (під кришкою) та пов'язаний із віссю дросельної заслінки.
Він є потенціометром, на один кінець якого подається «плюс» напруги живлення (5 В), інший його кінець з'єднаний з «масою». Із третього виведення потенціометра (від повзунка) йде вихідний сигнал до ЕБУ. Коли дросельна заслінка повертається (від на педаль управління), змінюється напруга на виході датчика. При закритій дросельній заслінці воно нижче 0,5 В. Коли заслінка відкривається, напруга на виході датчика зростає і при повністю відкритій заслінці має бути більше 4 В. Відстежуючи вихідну напругу датчика, ЕБУ коригує подачу палива в залежності від кута відкриття дросельної заслінки (т. е. за бажанням водія). ДПДЗ не вимагає регулювання, оскільки електронний блок сприймає холостий хід (тобто повне закриття дросельної заслінки) як нульову позначку.
При відмові датчика дросельної заслінки ЕБУ заносить у пам'ять код несправності датчика, включає контрольну лампу системи керування двигуном і розраховує ймовірне значення кута відкриття дросельної заслінки за частотою обертання колінчастого валу і сигналами датчиків температури і абсолютного тиску повітря у впускній трубі.
Керуючий датчик концентрації кисню
Керуючий датчик концентрації кисню застосовується в системі упорскування зі зворотним зв'язком та встановлений у випускному колекторі. Для коригування розрахунків тривалості імпульсів упорскування використовується інформація про наявність кисню у відпрацьованих газах, цю інформацію видає керуючий датчик концентрації кисню. Кисень, що міститься в відпрацьованих газах, реагує з датчиком, створюючи різницю потенціалів на виході датчика. Вона змінюється приблизно від 0,1 (високий вміст кисню - бідна суміш) до 1 (низький вміст кисню - багата суміш).
Відстежуючи вихідну напругу датчика концентрації кисню, контролер визначає, яку команду коригування складу робочої суміші подавати на форсунки. Якщо суміш бідна (низька різниця потенціалів на виході датчика), контролер дає команду на збагачення суміші; якщо суміш багата (висока різниця потенціалів) – на збіднення суміші.
Діагностичний датчик концентрації кисню
Діагностичний датчик концентрації кисню встановлений у приймальній трубі за нейтралізатором, працює за тим же принципом, що і датчик, що управляє. Сигнал, що виробляється діагностичним датчиком концентрації кисню, вказує на наявність кисню у газах, що відпрацювали після нейтралізатора. Якщо нейтралізатор працює нормально, показання діагностичного датчика значно відрізнятимуться від показань керуючого датчика,