Описание на системата за управление на двигателя (Vesta 2180)

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 разпределено фазирано впръскване на гориво (тоест, горивото се впръсква във всмукателния колектор на всеки цилиндър в съответствие с работния цикъл на двигателя). Системата се състои от следните елементи:

• електронен блок за управление;
• сензори:
• 1) сензор за положение на коляновия вал;
• 2) сензор за положение на разпределителния вал;
• 3) сензор за положение на дросела (вграден в дроселовата клапа);
• 4) сензор за детонация;
• 5) сензор за температура на охлаждащата течност;
• 6) сензор за абсолютно налягане и температура на въздуха във всмукателния колектор;
• 7) два сензора за концентрация на кислород;
• 8) електронен педал за газ (сензор за положение на педала на газта);
• 9) сензор за положение на педала на спирачката;
• 10) сензор за положение на педала на съединителя
• 11) сензор за налягане в климатичната система;
• задвижващи механизми:
• 1) главно реле;
• 2) реле на горивната помпа;
• 3) инжектори;
• 4) бобини за запалване;
• 5) реле на електрическия вентилатор на охладителната система;
• 6) Електрически задвижващ механизъм на дросела (вграден в дроселовата клапа);
• 7) електромагнитен клапан на системата за промяна на дължината на всмукателния колектор;
• 8) Индикаторна лампа за неизправност на двигателя;
• 9) вентил за продухване на адсорбера;
• свързващи проводници;
• блок на диагностичния конектор.

Системата за управление на двигателя също така интегрира:

• скоростомер;
• тахометър.

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, устройството приема и анализира сигнали от сензорите. 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 (PROM).



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.

* Дизайнът на ECU може да бъде променен от производителя.

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 електрическата система 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.





Сензорът за положение на коляновия вал (CPS) 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.





Сензорът за положение на разпределителния вал (СПВ) е проектиран да генерира сигнал, чрез който ECU определя горната мъртва точка (ГМТ) на буталото на първия цилиндър по време на такта на компресия. Понякога този сензор се нарича фазов сензор. Сензорът работи на базата на ефекта на Хол. Когато пръстеновидна издатина, фиксирана върху ролката на всмукателния разпределителен вал, премине през прорез в страната на сензора, той изпраща електрически сигнал към ECU. Ако DPRV се повреди, електронният блок за управление превключва системата в резервен режим.

Сензорът за положение на разпределителния вал е електронно устройство, което не може да бъде поправено. Ако сензорът е дефектен, той трябва да бъде сменен.







Датчик за детонация (ДД) — пиезо, реагиращи на вибрация 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.





Сензорът за абсолютно налягане и температура на въздуха във всмукателния колектор е монтиран на всмукателния колектор в горната част.



За измерване на налягането сензорът използва пиезоелектричен елемент, чийто сигнал се променя пропорционално на налягането във всмукателния колектор. Въз основа на сигнала от сензора, ECU изчислява количеството въздух, постъпващо в цилиндрите на двигателя. Ако сензорът е повреден, ECU превключва системата в резервен режим и включва лампата за повреда на арматурното табло.

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

За да може двигателят да отговаря на по-строгите стандарти за емисии, задвижването на дросела е оборудвано 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 5-6.

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, изпраща подходящи 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 заклещване (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.

Неизправност или неправилна 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 (спиране, напускане на кръстовище и др).

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.

Електронният педал за газ се състои от пластмасов лост, който е направен неразделно с 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 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 (за автомобил с ръчна скоростна кутия) работи на същия принцип като превключвателя на стоп светлините.

Сензорът 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 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 строгите стандарти за емисии, в изпускателната система след неутрализатора е вграден 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.

За да се намали отделянето на бензинови пари от резервоара за гориво, горивната система на двигателя е оборудвана със система за регенериране на горивни пари (за повече подробности вижте. "Система за захранване"). Един от елементите на тази система — клапан за продухване на адсорбера. Работата му се контролира от ECU на двигателя. Продухващият клапан на адсорбера се намира в двигателния отсек отдясно.

Сензорът за температура на охлаждащата течност (CTS) е полупроводниково устройство, термистор, чието електрическо съпротивление се променя с промените 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.



Двигателят използва четири бобини за запалване. Те са монтирани директно върху свещите. Това елиминира намаляването на искровата мощност поради течове на ток (това е възможно, когато изолацията на високоволтовите проводници е повредена).



Двигателите използват свещи AU17DVRM, където:

• A - резба M 14x1.25;
• U — шестоъгълна част на тялото за 16 мм ключ;
• 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 със свещи от различни производители; подобен тип (вижте таблица 9.2.1).

Дюзата е 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.



Продухващият клапан на адсорбера е монтиран на корпуса на въздушния филтър (за повече подробности вижте. "Система за захранване").

Диагностичният конекторен блок е предназначен за свързване на външно диагностично устройство (например, DST-2M) към системата за управление на двигателя. Блокът е инсталиран отляво под арматурното табло.