Описание на системата за управление на двигателя (Granta 2190)

Системата за управление на двигателя включва и изключва горивната помпа, контролира количеството въздух, постъпващ в цилиндрите на двигателя, впръсква необходимото количество гориво във всмукателния колектор, контролира образуването на искри на свещите, регулира времето за запалване, регулира оборотите на празен ход на коляновия вал и управлява електрическия вентилатор на охладителната система на двигателя.

Система за управление на двигателя — електронна, с разпределени впръскване на гориво. Системата се състои от следните елементи:

• електронен блок за управление;
• сензори:
• 1) сензор за положение на педала на газта;
• 2) сензор за положение на дросела (вграден в дроселовата клапа);
• 3) сензор за детонация;
• 4) сензор за температура на охлаждащата течност;
• 5) Сензор за масовия въздушен поток:
• 6) сензор за скорост на превозното средство;
• 7) два сензора за концентрация на кислород;
• 8) сензор за налягане (за превозни средства с климатик);
• задвижващи механизми:
• 1) главно реле;
• 2) реле на горивната помпа;
• 3) инжектори;
• 4) бобини за запалване;
• 5) Електрически задвижващ механизъм на дросела;
• 6) реле на електрическия вентилатор на охладителната система;
• 7) арматурно табло;
• 8) вентил за продухване на адсорбера;
• свързващи проводници;
• блок на диагностичния конектор.

Системата за управление на двигателя е интегрирана и против кражба (имобилайзер).

Основният управляващ елемент на системата е електронният управляващ блок (ECU) или, както често се нарича, контролер с вграден микропроцесор. По същество ECU е специализиран мини-компютър, в който е инсталирана само една програма - управление на двигателя, а сензорите и изпълнителните механизми формират периферното оборудване на този компютър. Блокът приема и анализира сигнали от сензори. Въз основа на получените данни, устройството изчислява управляващи команди и ги подава към изпълнителните механизми. Устройството има три вида памет: памет само за четене (ROM), памет с произволен достъп (RAM) и програмируема програмируема памет (EPROM).

ROM - енергонезависима памет (тоест, информацията в паметта се запазва, когато захранването е изключено) и е микросхема ("чип")*. ROM паметта съхранява изчислителната програма и данните, необходими за изчислението (параметри на двигателя, предавателни числа и други характеристики). Тази информация е индивидуална за всяка модификация на превозното средство.



* Производителят може да направи промени в дизайна на ECU.

Внимание! Неквалифицираното препрограмиране на ROM паметта може да доведе до неизправности в двигателя, повреда на компоненти на системата за управление на двигателя и повреда на двигателя.

По време на работа ECU следи изправността на всички елементи и вериги на системата за управление на двигателя. След откриване на неизправност, ECU превключва системата за управление на двигателя в резервен режим на работа и включва индикаторната лампа за неизправност на двигателя на арматурното табло. Двигателят все още ще може да продължи да работи (освен в случай на повреда на сензора за положение на коляновия вал, вижте по-долу), което ви позволява да стигнете до мястото на ремонта със собствен ход. ECU записва кодовете на откритите повреди в RAM паметта. Там се съхранява и оперативната информация, която микропроцесорът на ECU използва при изчисленията. Когато акумулаторът е изключен от бордовия компютър на автомобила, цялата информация, съхранена в RAM паметта, ще бъде изтрита.

EPROM паметта съхранява кодовете на системата против кражба на автомобила (имобилайзер). Този тип памет е енергонезависима. След активиране на имобилайзера, ECU блокира работата на системата за управление на двигателя при опит за стартиране на двигателя без специални електронни ключове.

ECU на системата за управление на двигателя се намира зад звукоизолационния материал под дясната страна на арматурното табло.





Сензор за положение на коляновия вал (DPKV) е проектиран да генерира сигнали, чрез които ECU синхронизира работата си с работните цикли на двигателя. Ето защо този сензор често се нарича сензор за синхронизация. Сензорът работи на принципа на индукцията: когато зъбите на шайбата на коляновия вал преминат през сърцевината на сензора, в сензорната верига се генерират импулси на променливо напрежение.



Честотата на импулсите съответства на честотата на въртене на коляновия вал. Зъбите са разположени по обиколката на ролката (на разстояние 6° един от друг). Два от тях са разположени на ъглово разстояние от 18°. Това се прави, за да се формират референтни сигнали в сензорната верига - вид референтни точки, спрямо които ECU определя положението на коляновия вал - горните мъртви точки в първи/четвърти и втори/трети цилиндър. Работата на двигателя с повреден сензор за положение на коляновия вал е невъзможна. Сензорът за положение на коляновия вал не може да бъде ремонтиран; в случай на неизправност, той се подменя като комплект.





Сензор за детонация (DD) - пиезоелектричен, реагира на вибрациите на двигателя. Въз основа на сигналите от сензорите, ECU определя момента на детонация по време на работа на двигателя и съответно регулира времето за запалване. Ако DD се повреди, електронният блок за управление превключва системата в резервен режим на работа.



Автомобилите са оборудвани с честотен сензор за масов въздушен поток, който се е доказал като по-надежден. Този тип сензор измерва честотата, а не напрежението в изходния си сигнал.



Сензор за масовия въздушен поток (MAF) е инсталиран между въздушния филтър и дроселовата клапа.



Въз основа на сигнала от сензора, ECU изчислява количеството въздух, постъпващо в цилиндрите на двигателя. Ако MAF сензорът се повреди, електронният блок за управление превключва системата в резервен режим.





За да могат двигателите да отговарят на по-строгите стандарти за емисии, задвижващият механизъм на дросела е оборудван с мотор-редуктор. Педалът за газ е електронен и няма механична връзка с дроселовата клапа. Управлението на двигателя е изцяло електронно. По същество водачът, натискайки педала на газта, само посочва какво ускорение би искал да даде на колата, а системата за управление на двигателя реализира това. Същото се случва, когато водачът освободи натиска върху педала на газта, задържи го натиснат в едно положение или напълно отстрани крака си от педала на газта. В АвтоВАЗ такава система се нарича "Е-газ" (E-GAS). Двигателите с такава система могат да отговарят на екологичните стандарти EURO IV-V.

Количеството въздух, постъпващо в цилиндрите на двигателя, се регулира от дроселната клапа, която е монтирана между приемника на всмукателния колектор и въздушния филтър.

Дроселната клапа се завърта от електрически мотор чрез скоростна кутия. И двете са вградени в тялото на дросела.



При стартиране и загряване на двигателя, както и в режим на празен ход, подаването на въздух към цилиндрите се регулира чрез отваряне на дроселната клапа.

Положението на дроселната клапа се следи от два сензора, вградени в тялото на дросела.

Ъгълът на отваряне на дроселната клапа се задава от електронния управляващ блок (ECU) в зависимост от изчисленото количество въздух, което трябва да постъпи в цилиндрите на двигателя. Режимът на работа на двигателя се взема предвид (стартиране, загряване, работа на празен ход и др), температура на околния въздух и двигателя, положение на педала на газта.

Управляващите команди се изпращат към дроселовата клапа на електродвигателя. В същото време, ECU следи ъгъла на отваряне на клапана и, ако е необходимо, ще изпрати съответните команди за регулиране на неговото положение. В резултат на факта, че ECU едновременно регулира количеството впръскано гориво и входящия въздух, оптималният състав на горимата смес се поддържа във всеки режим на работа на двигателя.

Електрическата дроселова клапа е чувствителна към отлагания, които могат да се натрупат по вътрешната ѝ повърхност. Полученият слой от отлагания може да попречи на плавното движение на дроселната клапа, причинявайки нейното заклинване (особено при малки ъгли на отваряне). В резултат на това двигателят ще работи нестабилно и дори ще спре на празен ход, ще стартира лошо и може да има спадове в преходни условия. За да се избегне това, като превантивна мярка, отлаганията трябва да се отстраняват със специални почистващи препарати по време на следващата поддръжка на превозното средство. Голям слой отлагания може напълно да блокира движението на клапана. Ако промиването не успее да възстанови функционалността на дроселовата клапа, тя трябва да бъде сменена.

Неизправността или неправилната работа на дроселовата клапа може да бъде причинена от повреда в контакта в електрическата ѝ верига (окислени клеми в блока на конектора на кабелния сноп). В този случай ще бъде възможно да се възстанови работата чрез обработка на клемите със специален състав за почистване и защита на електрическите контакти. Възможно е да има и други причини за неизправността:

• няма захранващо напрежение към дроселовата клапа;
• няма сигнали от двата сензора за положение на дросела;
• ECU не може да разпознае сигнали от сензорите за положение на дросела.

В тези случаи системата за управление на двигателя превключва в авариен режим на работа. В същото време колата запазва способността си да се движи самостоятелно на кратко разстояние с бавна скорост, което в екстремни случаи ще позволи да бъде преместена на безопасно място (за да отбиеш, напуска, кръстопът и други подобни).

Фактът, че дроселовата клапа работи в авариен режим, може да бъде индикиран от светеща се индикаторна лампа за неизправност на системата за управление на двигателя и увеличена скорост на коляновия вал на празен ход (около 1500 мин⁻¹, въпреки факта, че двигателят е загрял до работна температура). Двигателят няма да реагира на натискане на педала на газта.

Всеки сензор за положение на дросела е потенциометър. По време на работа се наблюдава постепенно износване на проводимите пътеки и подвижните контакти. С течение на времето износването може да достигне такова ниво, че сензорът вече няма да функционира правилно. Наличието на два сензора повишава надеждността на целия агрегат.

Ако само един сензор се повреди, контролната лампа ще светне, но системата за управление на двигателя ще превключи в резервен режим. В този случай двигателят ще реагира адекватно на натискане на педала на газта, но с по-лоши работни параметри.

Резервният режим ви позволява да шофирате колата си до мястото на ремонта със собствен ход.

Електронен педал за газ състои се от пластмасов лост, който е направен неразделна част от педала, и два сензора, вградени в скобата. Всички компоненти образуват единна структура, понякога наричана модул на педала на газта.



Всеки сензор за положение на педала на газта (вграден в скобата на педала за газ) е потенциометър, чийто подвижен контакт е здраво свързан с въртящата се ос на лоста на педала. Електронният управляващ блок (ECU) непрекъснато следи положението на педала, използвайки сигнали от сензори. Промяната в позицията се следи чрез промяна на съпротивлението на клемите на двата сензора. В съответствие с тези параметри, ECU ще изпраща управляващи команди към мотор-редуктора на дроселовата клапа и към горивните инжектори. В резултат на износване на подвижни контакти или проводими пътеки, сензорите могат да се повредят или сигналите, идващи от тях, ще бъдат неправилни. Ако сигналите са нарушени, двигателят ще работи нестабилно и са възможни "повреди" по време на преходни условия. При работа на празен ход, оборотите на коляновия вал на двигателя могат да се променят спонтанно.

В случай на повреда на един от сензорите (или неговите вериги), индикаторната лампа за неизправност на системата за управление на двигателя ще светне. Ако сигналът от сензора не се възстанови в рамките на контролното време, ECU ще превключи системата в резервен режим. В този режим, когато рязко натиснете педала на газта докрай, оборотите ще се увеличават бавно. Превозното средство може да бъде придвижено до мястото на ремонта със собствен ход. Възможно е известно увеличение на разхода на гориво и промени в някои други технически параметри на двигателя.

Ако и двата сензора се повредят, ECU ще превключи системата за управление на двигателя в авариен режим на работа. Двигателят ще работи само със скорост малко над празен ход (1500 мин⁻¹). В същото време автомобилът запазва способността си да се движи самостоятелно, макар и с бавна скорост. Това ще ви позволи да напуснете кръстовището, да спрете отстрани на пътя или да преместите автомобила си на безопасно място на кратко разстояние, ако е необходимо.

За да превключи към определени режими на работа, системата за управление на двигателя изисква наблюдение на положението на спирачния педал. Сензорът за положение на педала на спирачката е превключвател на стоп светлините, който има два чифта контакти.



Превключвателят е свързан към ECU чрез допълнителен проводник. Ще ви е необходим и сензор, който да следи кога съединителят е включен и изключен. Монтиран е в скобата на педала на съединителя.



Сензор за положение на педала на съединителя работи на същия принцип като превключвателя на стоп светлините.

Сензор за концентрация на кислород осигурява изходен сигнал, който ECU използва за определяне на концентрацията на кислород в отработените газове. Въз основа на получените данни, ECU регулира количеството гориво, впръскано в цилиндрите на двигателя. като по този начин се поддържа оптималното съотношение на сместа въздух-гориво (това е необходимо за ефективната работа на каталитичния конвертор). Чувствителният елемент на сензора за концентрация на кислород е разположен в потока отработени газове (преди каталитичния конвертор). Сензорът може да работи само когато чувствителният му елемент е нагрят до температура най-малко 300°C. За да се намали времето за загряване, в сензора е вграден нагревателен елемент.



За да се гарантира, че двигателят отговаря на емисионните стандарти EURO IV, в изпускателната система след каталитичния конвертор е монтиран втори сензор за концентрация на кислород.

Внимание! Наличието на оловни и силициеви съединения в отработените газове може да доведе до повреда на сензора за концентрация на кислород. Следователно, използването на оловен бензин не е разрешено. Когато ремонтирате двигател, не използвайте уплътнител с високо съдържание на силикон (силициеви съединения), чиито пари могат да попаднат в цилиндрите през вентилационната система на картера и след това в изпускателния тракт. Трябва да използвате уплътнител, който е обозначен като безопасен за употреба с кислородния сензор.

Сензор за температура на охлаждащата течност (DTOZH) е полупроводниково устройство, термистор, чието електрическо съпротивление се променя с промени в околната температура. Сензорът за температура на охлаждащата течност е монтиран в корпуса на термостата. Въз основа на съпротивлението на сензора, ECU оценява топлинните условия на двигателя. Получените данни се използват за изчисляване на повечето управляващи команди за елементите на системата за управление на двигателя, както и за включване на електрическия вентилатор на охладителната система на двигателя. Ако сензорът за температурата на охлаждащата течност се повреди, електронният блок за управление превключва системата в резервен режим.



Сензор за скорост на превозното средство монтиран на скоростната кутия. Принципът на действие на сензора се основава на ефекта на Хол. Според импулсите, генерирани от сензора. ECU изчислява скоростта на превозното средство. Сигналът от сензора отива и към скоростомера.



Системата за запалване на двигателя използва една бобина за запалване. Състои се от две двуполюсни запалителни бобини, изработени в един корпус. Образуването на искра се случва едновременно в два цилиндъра (1-4 или 2-3). Запалителната бобина е свързана със свещите чрез четири високоволтови проводника с несменяеми накрайници.



Двигателите използват свещи A17DVRM, където:

• A - резба M14x1.25;
• 17 — топлинен рейтинг;
• D — дължина на резбованата част 19 мм, с плоска опорна повърхност;
• B — издатината на термичния конус на изолатора извън края на резбованата част на корпуса;
• R - вграден резистор;
• M - биметален централен електрод.

Двигателят може да бъде оборудван с подобни свещи от други производители:

• WR7DCX (BOSCH);
• LR15YC-1 (BRISK).

Дюза — представлява електромагнитен иглен клапан, на изходната тръба на който има пръскачка с четири калибрирани отвора. Инжекторът се отваря по сигнал от ECU и горивото под налягане се впръсква директно във всмукателния клапан. Количеството гориво, постъпващо в цилиндъра, се регулира от времето за отваряне на инжектора. Двигателят е оборудван с един инжектор на цилиндър.



Изпарителен вентил за продухване на резервоара монтиран на корпуса на въздушния филтър (повече подробности "Система за захранване").

Диагностичен конекторен блок предназначен за свързване на външно диагностично устройство към системата за управление на двигателя. Блокът е инсталиран отдясно на централната конзола.