Схема електронної системи керування двигуном: 1 — акумуляторна батарея; 2 — замок запалювання; 3 — електронний блок керування двигуном (ЕБУ); 4 — колодка діагностики; 5 — датчик абсолютного тиску повітря у впускному колекторі; 6 — датчик температури повітря у впускному трубопроводі; 7 — датчик детонації; 8 — датчик температури охолоджувальної рідини; 9 — керуюче реле вентиляторів системи охолодження; 10 — реле електродвигуна основного вентилятора; 11 — реле електродвигуна додаткового вентилятора; 12 — електровентилятори системи охолодження; 13 — комбінація приборів; 14 — датчик фаз; 15 — діагностичний та керуючий датчики концентрації кисню; 16 — датчик нерівної дороги; 17 — реле компресора кондиціонера; 18 — компресор кондиціонера; 19 — датчик швидкості автомобіля; 20 — реле паливного насосу; 21 — паливний модуль; 22 — електромагнітний клапан продування адсорбера; 23 — котушка запалювання; 24 — клапан рециркуляції відпрацьованих газів; 25 — регулятор холостого ходу; 26 — датчик положення дросельної заслінки; 27 — форсунка; 28 — датчик положення колінчастого валу 24 — клапан рециркуляції відпрацьованих газів; 25 — регулятор холостого ходу; 26 — датчик положення дросельної заслінки; 27 — форсунка; 28 — датчик положення колінчастого валу 24 — клапан рециркуляції відпрацьованих газів; 25 — регулятор холостого ходу; 26 — датчик положення дросельної заслінки; 27 — форсунка; 28 — датчик положення колінчастого валу
Елементи електронної системи керування двигуном: 1* — датчик нерівної дороги; 2* — датчик температури повітря у впускному трубопроводі; 3* — датчик фаз; 4* — датчик положення колінчастого валу; 5* — датчик положення дросельної заслінки; 6 — форсунки; 7 — електронний блок керування; 8 — датчик абсолютного тиску повітря; 9* — колодка діагностики; 10 — котушка запалювання; 11* — датчик швидкості; 12 — монтажний блок реле та запобіжників; 13* —датчик температури охолоджуючої рідини; 14* — діагностичний датчик концентрації кисню; 15 — свічки запалювання; 16 — керуючий датчик концентрації кисню; 17* — датчик детонації
* Елемент на фото не видно.
Двигун оснащений системою розподіленого фазованого упорскування палива: бензин подається форсунками в кожен циліндр по черзі відповідно до порядку роботи двигуна.
Система управління двигуном складається з електронного блоку управління (ЕБУ), датчиків параметрів роботи двигуна та автомобіля, а також виконавчих пристроїв.
ЕБУ є міні-комп'ютером спеціального призначення.
До його складу входять оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) і програмований постійний запам'ятовуючий пристрій (ППЗУ).
ЕБУ розташований у підкапотному просторі — кріпиться за допомогою кронштейна до щитка передка.
Електронний блок керування двигуном
Крім підведення напруги живлення до датчиків та управління виконавчими пристроями ЕБУ виконує діагностичні функції системи керування двигуном (бортова система діагностики) — визначає наявність несправностей елементів у системі, включає сигналізатор несправності у комбінації приладів та зберігає у своїй пам'яті коди несправностей.
При виявленні несправності, щоб уникнути негативних наслідків (прогорання поршнів через детонацію, пошкодження каталітичного нейтралізатора у разі виникнення пропусків займання паливоповітряної суміші, перевищення граничних значень щодо токсичності газів, що відпрацювали тощо), ЕБУ переводить систему на аварійні режими роботи.
Суть їх полягає в тому, що при виході з ладу будь-якого датчика або його ланцюга блок управління двигуном застосовує дані, що заміщаються, що зберігаються в його пам'яті.
Сигналізатор несправності системи керування двигуном розташований у комбінації приладів.
Сигналізатор несправності системи керування двигуном у комбінації приладів
Якщо система справна, то при включенні запалення сигналізатор повинен спалахнути — таким чином, ЕБУ перевіряє справність сигналізатора та ланцюга керування.
Після пуску двигуна сигналізатор повинен згаснути, якщо в пам'яті ЕБУ відсутні умови його включення.
Включення сигналізатора під час роботи двигуна інформує водія у тому, що бортова система діагностики виявила несправність, і подальше рух автомобіля відбувається у аварійному режимі.
При цьому можуть погіршитися деякі параметри роботи двигуна (потужність, прийомистість, економічність), але рух з такими несправностями можливий і автомобіль може самостійно доїхати до СТО.
Єдиним винятком є датчик положення колінчастого валу, за його несправності двигун працювати не може.
Якщо несправність носить тимчасовий характер, ЕБУ вимкне сигналізатор через 10 с за умови, що в пам'яті блоку відсутні інші коди несправностей, що потребують сигналізатора.
Коди несправностей (навіть якщо сигналізатор згас) залишаються в пам'яті блоку і можуть бути зчитані за допомогою спеціального діагностичного приладу, що підключається до колодки діагностики.
Колодка діагностики прикріплена до внутрішньої сторони консолі панелі приладів праворуч від педалі «газу».
Колодка діагностики
При видаленні кодів несправностей з пам'яті електронного блоку за допомогою діагностичного приладу або відключення акумуляторної батареї (не менше ніж на 10 с) сигналізатор гасне.
Датчики системи управління видають ЕБУ інформацію про параметри роботи двигуна та автомобіля, на підставі яких він розраховує момент, тривалість та порядок відкриття паливних форсунок, момент та порядок іскроутворення.
Датчик положення колінчастого валу встановлено на корпусі масляного насоса.
Датчик положення колінчастого валу
Датчик видає ЕБУ інформацію про частоту обертання та кутове положення колінчастого валу.
Датчик — індуктивного типу, реагує на проходження поблизу свого сердечника зубів диска, що задає, об'єднаного зі шківом приводу допоміжних агрегатів.
Зуби розташовані на диску з інтервалом 6°.
Для визначення положення колінчастого валу два зуби з 60 зрізані, утворюючи широкий паз.
При проходженні цього паза повз датчик у ньому генерується так званий «опорний» імпульс синхронізації.
Зазор між сердечником датчика і вершинами зубів становить приблизно 1,3 мм.
При обертанні диска, що задає, змінюється магнітний потік в магнітопроводі датчика — у його обмотці наводяться імпульси напруги змінного струму.
За кількістю та частотою цих імпульсів ЕБУ розраховує фазу та тривалість імпульсів управління форсунками та котушкою запалювання.
Датчик фаз закріплений на задній стінці корпусу підшипників розподільчого валу поряд із шківом розподільчого валу.
Датчик фаз
Сигнал датчика фаз ЕБУ використовує для узгодження процесів упорскування палива відповідно до порядку роботи циліндрів.
Принцип дії датчика ґрунтується на ефекті Холла.
Датчик реагує на проходження припливу, виконаного на носінні розподільного валу.
Залежно від кутового положення валу датчик видає на блок керування прямокутні імпульси напруги.
На підставі вихідних сигналів датчиків положення колінчастого і розподільчого валів блок управління встановлює кут випередження запалення та циліндр, який слід подати паливо.
При виході з ладу датчика фаз ЕБУ перетворюється на режим нефазованого впорскування палива.
Датчик температури рідини, що охолоджує, встановлений в лівому торці головки блоку циліндрів.
Датчик температури охолоджувальної рідини
Датчик є терморезистор з негативним температурним коефіцієнтом, тобто. його опір зменшується у разі підвищення температури.
ЕБУ подає на датчик через резистор стабілізовану напругу +5,0 В і падіння напруги на датчику розраховує температуру рідини, що охолоджує, значення якої використовуються для коригування подачі палива і кута випередження запалювання.
Датчик положення дросельної заслінки встановлений на осі дросельної заслінки і є резистором потенціометричного типу.
Датчик положення дросельної заслінки
На один кінець його резестивного елемента від ЕБУ подається стабілізована напруга +5,0 В, а інший з'єднаний з «масою» електронний блок.
З третього виведення потенціометра (повзунка), який з'єднаний з віссю дросельної заслінки, знімається сигнал блоку управління.
Вимірюючи вихідну напругу сигналу датчика, ЕБУ визначає поточне положення дросельної заслінки для розрахунку кута випередження запалення та тривалості імпульсів упорскування палива, а також для керування регулятором холостого ходу.
Датчик абсолютного тиску (розрідження) повітря у впускному колекторі розташований в підкапотному просторі на передньому щитку і з'єднаний з впускним колектором трубкою.
Датчик абсолютного тиску повітря у впускному колекторі
Датчик оцінює зміни тиску повітря у впускному колекторі, які залежать від навантаження на двигун і перетворює їх у вихідні сигнали напруги.
За цими сигналами ЕБУ визначає кількість повітря, що надійшло в двигун, та розраховує необхідну кількість палива.
Для подачі більшої кількості палива при великому куті відкриття дросельної заслінки (розрідження у колекторі незначне) ЕБУ збільшує час роботи паливних форсунок.
При зменшенні кута відкриття дросельної заслінки розрідження у впускному колекторі збільшується і ЕБУ, обробляючи сигнал, скорочує час роботи форсунок.
Датчик абсолютного тиску повітря в колекторі впускного дозволяє ЕБУ вносити корективи в роботу двигуна при зміні атмосферного тиску в залежності від висоти над рівнем моря.
Датчик температури повітря у впускному трубопроводі вмонтований у гофрований шланг підведення повітря до дросельного вузла.
Датчик температури повітря у впускному трубопроводі
Датчик є терморезистором (з такими ж електричними характеристиками, як у датчика температури охолоджуючої рідини), який змінює свій опір залежно від температури повітря.
Інформацію, отриману від датчика, ЕБУ враховує при розрахунку витрати повітря для корекції подачі палива та кута випередження запалення.
Датчик детонації закріплений на задній стінці блоку циліндрів у зоні 3-го циліндра.
Датчик детонації
П'єзокерамічний чутливий елемент датчика генерує сигнал напруги змінного струму, амплітуда та частота якого відповідають параметрам вібрацій стінки блоку циліндрів двигуна.
У разі детонації амплітуда вібрацій певної частоти зростає.
При цьому для придушення детонації ЕБУ коригує кут випередження запалення у бік пізнішого.
Керуючий датчик концентрації кисню встановлений у випускному колекторі.
Керуючий датчик концентрації кисню
Датчик являє собою гальванічний джерело струму, вихідна напруга якого залежить від концентрації кисню в середовищі навколишнього датчика.
За сигналом від датчика про наявність кисню у газах, що відпрацювали, ЕБУ коригує подачу палива форсунками так, щоб склад робочої суміші був оптимальним для ефективної роботи каталітичного нейтралізатора відпрацьованих газів.
Кисень, що міститься у відпрацьованих газах, після вступу в хімічну реакцію з електродами датчика створює різницю потенціалів на виході датчика, що змінюється приблизно від 0,1 до 0,9 В.
Низький рівень сигналу відповідає бідній суміші (наявність кисню), а високий рівень — багатою (кисень відсутня).
Коли датчик перебуває у холодному стані, вихідний сигнал датчика відсутня, т.к. його внутрішній опір у цьому стані дуже високий — кілька МОм (система управління двигуном працює по розімкнутому контуру).
Для нормальної роботи датчик концентрації кисню повинен мати температуру не нижче 300°С.
У міру прогріву опір датчика падає, і він починає генерувати вихідний сигнал.
Тоді ЕБУ починає враховувати сигнал датчика концентрації кисню для управління паливоподачею в режимі замкнутого контуру.
Датчик концентрації кисню може бути отруєний внаслідок застосування етилованого бензину.
Присутність з'єднань свинцю у газах, що відпрацювали, може призвести до виходу датчика з ладу.
У разі виходу з ладу датчика або його ланцюгів ЕБУ управляє подачею по розімкнутому контуру.
Діагностичний датчик концентрації кисню встановлений після каталітичного нейтралізатора в проміжній трубі системи випуску газів, що відпрацювали.
Діагностичний датчик концентрації кисню
Принцип роботи діагностичного датчика такий самий, як і у датчика, що управляє, концентрації кисню.
Для швидкого прогрівання датчика після запуску двигуна датчик вбудований нагрівальний елемент, яким керує ЕБУ.
Сигнал, що генерується датчиком, вказує на наявність кисню у газах, що відпрацювали після каталітичного нейтралізатора.
Якщо каталітичний нейтралізатор працює нормально, показання діагностичного датчика значно відрізнятимуться від показань керуючого датчика.
Датчик швидкості автомобіля встановлений на картері коробки зверху, поряд з механізмом перемикання передач.
Датчик швидкості автомобіля
Принцип його дії ґрунтується на ефекті Холла.
Привід датчика встановлений у коробці і обертається з частотою пропорційної частоті обертання передніх коліс автомобіля.
Датчик видає на ЕБУ прямокутні імпульси напруги (нижній рівень – не більше 1,0 В, верхній – не менше 5,0 В).
Ці імпульси використовуються для роботи спідометра автомобіля.
Кількість імпульсів датчика пропорційно шляху, пройденому автомобілем.
ЕБУ визначає швидкість автомобіля за частотою імпульсів.
Датчик нерівної дороги встановлений у моторному відсіку на правій чашці бризковика.
Датчик нерівної дороги
Датчик призначений для виміру амплітуди коливань кузова.
Принцип його роботи заснований на п'єзоефект.
Змінна навантаження на трансмісію, що виникає при русі по нерівній дорозі, впливає на кутову швидкість обертання колінчастого валу двигуна.
При цьому коливання частоти обертання колінчастого валу схожі на аналогічні коливання, що виникають при пропусках займання паливоповітряної суміші в циліндрах двигуна.
У цьому випадку для попередження помилкового виявлення перепусток займання ЕБУ відключає цю функцію бортової системи діагностики при перевищенні сигналу датчика вище за певний поріг.
Система запалення входить до складу системи керування двигуном і складається з котушки запалення, високовольтних проводів та свічок запалювання.
В експлуатації система не потребує обслуговування та регулювання, за винятком заміни свічок.
Управління струмом дає подачу палива форсунками так, щоб склад робочої суміші був оптимальним для ефективної роботи каталітичного нейтралізатора відпрацьованих газів.
Кисень, що міститься у відпрацьованих газах, після вступу в хімічну реакцію з електродами датчика створює різницю потенціалів на виході датчика, що змінюється приблизно від 0,1 до 0,9 В.
Низький рівень сигналу відповідає бідній суміші (наявність кисню), а високий рівень — багатою (кисень відсутня).
Коли датчик перебуває у холодному стані, вихідний сигнал датчика відсутня, т.к. його внутрішній опір у цьому стані дуже високий — кілька МОм (система управління двигуном працює по розімкнутому контуру).
Для нормальної роботи датчик концентрації кисню повинен мати температуру не нижче 300°С.
У міру прогріву опір датчика падає, і він починає генерувати вихідний сигнал.
Тоді ЕБУ починає враховувати сигнал датчика концентрації кисню для управління паливоподачею в режимі замкнутого контуру.
Датчик концентрації кисню може бути отруєний внаслідок застосування етилованого бензину.
Присутність з'єднань свинцю у газах, що відпрацювали, може призвести до виходу датчика з ладу.
У разі виходу з ладу датчика або його ланцюгів ЕБУ управляє подачею по розімкнутому контуру.
Діагностичний датчик концентрації кисню встановлений після каталітичного нейтралізатора в проміжній трубі системи випуску газів, що відпрацювали.
Принцип роботи діагностичного датчика такий самий, як і у датчика, що управляє, концентрації кисню.
Для швидкого прогрівання датчика після запуску двигуна датчик вбудований нагрівальний елемент, яким керує ЕБУ.
Сигнал, що генерується датчиком, вказує на наявність кисню у газах, що відпрацювали після каталітичного нейтралізатора.
Якщо каталітичний нейтралізатор працює нормально, показання діагностичного датчика значно відрізнятимуться від показань керуючого датчика.
Датчик швидкості автомобіля встановлений на картері коробки зверху, поряд з механізмом перемикання передач.
Принцип його дії ґрунтується на ефекті Холла.
Привід датчика встановлений у коробці і обертається з частотою пропорційної частоті обертання передніх коліс автомобіля.
Датчик видає на ЕБУ прямокутні імпульси напруги (нижній рівень – не більше 1,0 В, верхній – не менше 5,0 В).
Ці імпульси використовуються для роботи спідометра автомобіля.
Кількість імпульсів датчика пропорційно шляху, пройденому автомобілем.
ЕБУ визначає швидкість автомобіля за частотою імпульсів.
Датчик нерівної дороги встановлений у моторному відсіку на правій чашці бризковика.
Датчик призначений для виміру амплітуди коливань кузова.
Принцип його роботи заснований на п'єзоефект.
Змінна навантаження на трансмісію, що виникає при русі по нерівній дорозі, впливає на кутову швидкість обертання колінчастого валу двигуна.
При цьому коливання частоти обертання колінчастого валу схожі на аналогічні коливання, що виникають при пропусках займання паливоповітряної суміші в циліндрах двигуна.
У цьому випадку для попередження помилкового виявлення перепусток займання ЕБУ відключає цю функцію бортової системи діагностики при перевищенні сигналу датчика вище за певний поріг.
Система запалення входить до складу системи керування двигуном і складається з котушки запалення, високовольтних проводів та свічок запалювання.
В експлуатації система не потребує обслуговування та регулювання, за винятком заміни свічок.
Управління струмом у первинних обмотках котушки здійснюється ЕБУ залежно від режиму роботи двигуна.
До висновків вторинних (високовольтних) обмоток котушки підключені проводи свічки: до однієї обмотки — 1-го та 4-го циліндрів, до іншої — 2-го та 3-го.
Таким чином, іскра одночасно проскакує у двох циліндрах (1-4 або 2-3) — в одному в кінці такту стиснення (робоча іскра), в іншому — наприкінці такту випуску (холостий).
Котушка запалювання
Котушка запалювання — нерозбірна, при виході з експлуатації її замінюють.
Свічки запалювання CHAMPION RN9YC, NGK BPR6ES або аналоги інших виробників.
Свіча запалювання
Зазор між електродами свічки 0,7– 0,8мм.
Розмір шестигранника під ключ — 21 мм.
При включенні запалювання ЕБУ на 2 с задає реле паливного насоса для створення необхідного тиску в паливній рампі.
Якщо протягом цього часу провертання колінчастого валу стартером не почалося, ЕБУ вимикає реле і знову вмикає його після початку провертання.
Працюючи двигуна склад суміші регулюється тривалістю керуючого імпульсу, поданого на форсунки (що довше імпульс, то більше вписувалося подача палива).
За відсутності сигналу з датчика положення колінчастого валу (вал не обертається, несправний датчик або його ланцюга) ЕБУ відключає подачу палива до циліндрів.
Подача палива відключається і при вимкненні запалювання, що запобігає самозайманню суміші в циліндрах двигуна.
Під час гальмування двигуном (при включених передачі та зчепленні), коли дросельна заслінка повністю закрита, а частота обертання колінчастого валу двигуна велика, упорскування палива не проводиться для зниження токсичності газів, що відпрацювали.
При падінні напруги в бортовій мережі автомобіля ЕБУ збільшує час накопичення енергії в котушці запалювання (для надійного запалювання паливної суміші) та тривалість імпульсу впорскування (для компенсації збільшення часу відкриття форсунки).
При зростанні напруги в бортовій мережі час накопичення енергії в котушці запалювання і тривалість імпульсу, що подається на форсунки, зменшуються.
ЕБУ через реле керує включенням вентилятора (вентиляторів при наявності кондиціонера) системи охолодження в залежності від температури двигуна і частоти обертання колінчастого валу.
При обслуговуванні та ремонті системи керування двигуном завжди вимикайте запалювання (у деяких випадках необхідно від'єднати клему дроту від «мінусового» виведення акумуляторної батареї).
Під час проведення зварювальних робіт на автомобілі від'єднуйте джгути проводів системи керування двигуном від ЕБУ.
Перед сушінням автомобіля в сушильній камері (після фарбування) зніміть ЕБУ.
На двигуні не від'єднуйте і не поправляйте колодки джгута проводів системи управління двигуном, а також клеми проводів на виводах акумуляторної батареї.
Не пускайте двигун, якщо клеми дротів на виводах акумуляторної батареї та наконечники «масових» дротів на двигуні не закріплені або забруднені.