Opis układu zarządzania silnikiem (Kalina 1119)

Układ zarządzania silnikiem włącza i wyłącza pompę paliwa, kontroluje ilość powietrza docierającego do cylindrów silnika, wtryskuje wymaganą ilość paliwa do kolektora dolotowego, kontroluje powstawanie iskry na świecach zapłonowych, reguluje kąt wyprzedzenia zapłonu, reguluje prędkość biegu jałowego wału korbowego i steruje wentylatorem elektrycznym układu chłodzenia silnika.

Układ sterowania silnikiem - elektroniczny, z rozproszonym wtryskiem paliwa fazowym (czyli paliwo wtryskiwane jest do kolektora dolotowego każdego cylindra zgodnie z cyklem pracy silnika). System składa się z następujących elementów:

jednostka sterująca elektroniczna;

czujniki:

• 1) czujnik położenia wału korbowego;
• 2) czujnik położenia wałka rozrządu;
• 3) czujnik położenia przepustnicy;
• 4) czujnik spalania stukowego;
• 5) czujnik temperatury płynu chłodzącego;
• 6) czujnik masowego przepływu powietrza;
• 7) czujnik prędkości pojazdu;
• 8) dwa czujniki stężenia tlenu;
• 9) Czujnik nierównej drogi;
• 9) czujnik ciśnienia (dla pojazdów z klimatyzacją);

siłowniki:

• 1) przekaźnik główny;
• 2) przekaźnik pompy paliwa;
• 3) wtryskiwacze;
• 4) cewki zapłonowe;
• 5) regulator obrotów biegu jałowego;
• 6) przekaźnik wentylatora elektrycznego układu chłodzenia;
• 7) Kontrolka awarii silnika;
• 8) zawór odpowietrzający adsorbera;

przewody łączące;

blok złącza diagnostycznego.

System zarządzania silnikiem integruje również:

• prędkościomierz;
• tachometr.

Uwaga: Silnik z usuniętymi elementami ozdobnymi. Wtryskiwacze paliwa zamontowane są pod rurami kolektora dolotowego.

Głównym elementem sterującym systemem jest elektroniczna jednostka sterująca (ECU), często nazywana kontrolerem z wbudowanym mikroprocesorem. W istocie ECU to specjalistyczny minikomputer, w którym zainstalowany jest tylko jeden program - sterowanie silnikiem, a czujniki i siłowniki stanowią wyposażenie peryferyjne tego komputera. Blok odbiera i analizuje sygnały z czujników. Na podstawie otrzymanych danych jednostka oblicza polecenia sterujące i wydaje je siłownikom. Jednostka ma trzy rodzaje pamięci*: pamięć tylko do odczytu (ROM), pamięć o swobodnym dostępie (RAM) i programowalną pamięć programowalną (PROM).

ROM - pamięć nieulotna (czyli informacja w pamięci zostaje zachowana po wyłączeniu zasilania) i jest mikroukładem ("chipem")*. Pamięć ROM przechowuje program obliczeniowy i dane niezbędne do wykonania obliczeń (parametry silnika, przełożenia skrzyni biegów i inne charakterystyki). Informacje te są indywidualne dla każdej modyfikacji pojazdu.

* Konstrukcja ECU może zostać zmieniona przez producenta.

Uwaga! Niewłaściwe przeprogramowanie pamięci ROM może spowodować nieprawidłowe działanie silnika, awarię elementów układu sterowania silnikiem oraz uszkodzenie silnika.

W trakcie pracy ECU kontroluje poprawność działania wszystkich elementów i obwodów sterowania silnikiem. Po wykryciu usterki sterownik silnika przełącza układ sterowania silnikiem w tryb pracy awaryjnej i włącza kontrolkę usterki silnika na desce rozdzielczej. Silnik nadal będzie mógł kontynuować pracę (z wyjątkiem awarii czujnika położenia wału korbowego, patrz poniżej), co pozwala na dotarcie do miejsca naprawy o własnych siłach. Sterownik ECU rejestruje kody wykrytych błędów w pamięci RAM. Informacje operacyjne, z których mikroprocesor sterownika ECU korzysta w obliczeniach, są tam również przechowywane. Po odłączeniu akumulatora od układu elektrycznego pojazdu wszystkie informacje zapisane w pamięci RAM zostaną usunięte.



Pamięć EPROM przechowuje kody systemu antykradzieżowego samochodu (immobilizer). Ten typ pamięci jest nieulotny. Po aktywacji immobilizera, ECU blokuje działanie układu sterowania silnikiem przy próbie uruchomienia silnika bez użycia specjalnych kluczyków elektronicznych.



ECU, sterownik immobilizera, bezpieczniki i przekaźniki system sterowania silnikiem znajdują się pod konsolą rozdzielczej.

Czujnik położenia wału korbowego (CPS) ma za zadanie generować sygnały, za pomocą których ECU synchronizuje swoje działanie z cyklami pracy silnika. Dlatego też czujnik ten nazywany jest często czujnikiem synchronizacji. Czujnik działa na zasadzie indukcji: gdy zęby koła pasowego wału korbowego mijają rdzeń czujnika, w obwodzie czujnika powstają impulsy napięcia przemiennego. Częstotliwość impulsów odpowiada częstotliwości obrotów wału korbowego. Zęby znajdują się na obwodzie koła pasowego (6°). Dwa z nich oddalone są od siebie na narożnej odległości 18°. Stało się to dla kształtowania w obwodzie czujnika odniesienia sygnałów — charakterystycznych punktów odniesienia, względem których ECU określa położenie wału korbowego — górne martwe punkty w pierwszym/czwartym i drugim/ trzecim cylindrach. Praca silnika z uszkodzonym czujnikiem położenia wału korbowego jest niemożliwa. Czujnika położenia wału korbowego nie można naprawić; w przypadku awarii należy wymienić go w całości.





Czujnik położenia wałka rozrządu (CPS) ma za zadanie generować sygnał, na podstawie którego ECU określa górny martwy punkt (GMP) tłoka pierwszego cylindra podczas suwu sprężania. Czasami ten czujnik nazywany jest czujnikiem fazowym. Zasada działania czujnika Halla. Gdy przez otwór w ściance czujnika odbywa się występ pierścienia zamontowanego na kole pasowym wałka rozrządu zaworów ssania, czujnik podaje na ECU sygnał elektryczny. W przypadku awarii zaworu DPRV, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb rezerwowy.

Czujnik położenia wałka rozrządu jest urządzeniem elektronicznym, którego nie można naprawić. Jeśli czujnik jest uszkodzony, należy go wymienić.





Czujnik spalania stukowego (DS) jest piezoelektryczny i reaguje na wibracje silnika. Na podstawie sygnałów z czujników sterownik silnika ECU określa moment detonacji podczas pracy silnika i odpowiednio reguluje czas zapłonu. W przypadku awarii DD, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb pracy zapasowej.







Czujnik masowego przepływu powietrza (MAF) typu foliowego, montowany pomiędzy filtrem powietrza a przepustnicą. Na podstawie sygnału czujnika, ECU oblicza ilość powietrza dostającego się do cylindrów silnika. W przypadku awarii czujnika MAF, elektroniczna jednostka sterująca przełącza układ w tryb rezerwowy.



Czujnik położenia przepustnicy (TPS) zamontowany jest na korpusie przepustnicy i połączony z wałkiem przepustnicy. TPS to rezystor zmienny, którego rezystancja zależy od kąta położenia przepustnicy. Na podstawie sygnału TPS, jednostka sterująca elektroniczna określa stopień otwarcia przepustnicy. W przypadku awarii układu TPS, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb rezerwowy.





Zawór sterujący prędkością biegu jałowego (ISC) to zawór odcinający napędzany silnikiem krokowym. Zawór sterujący prędkością biegu jałowego zamontowany jest na przepustnicy. ECU, wysyłając sterowany sygnał do sterownika silnika (IAC), reguluje prędkość obrotową wału korbowego silnika na biegu jałowym, podczas rozruchu i rozgrzewania silnika.



Czujnik stężenia tlenu wysyła sygnał wyjściowy, który sterownik silnika wykorzystuje do określenia stężenia tlenu w spalinach. Na podstawie otrzymanych danych ECU koryguje ilość paliwa wtryskiwanego do cylindrów silnika, tym samym utrzymując optymalną proporcję mieszanki powietrza z paliwem (jest to konieczne dla sprawnego działania katalizatora). Czuły element czujnika stężenia tlenu umiejscowiony jest w strumieniu spalin (przed katalizatorem). Czujnik może działać tylko wtedy, gdy jego element czuły zostanie podgrzany do temperatury co najmniej 300°C. Aby skrócić czas nagrzewania, w czujnik wbudowano element grzejny.



W pojazdach spełniających wymogi norm toksyczności EURO III w układzie wydechowym, za neutralizatorem, wbudowany jest drugi czujnik stężenia tlenu.

Uwaga! Obecność związków ołowiu i krzemu w spalinach może spowodować awarię czujnika stężenia tlenu. W związku z tym nie dopuszcza się stosowania benzyny ołowiowej. Podczas naprawy silnika nie należy stosować uszczelniacza o dużej zawartości silikonu (związki krzemu), którego opary mogą przedostawać się do cylindrów poprzez układ wentylacji skrzyni korbowej, a następnie do układu wydechowego. Należy użyć środka uszczelniającego oznaczonego jako bezpieczny do stosowania z czujnikiem tlenu.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego (CTS) jest urządzeniem półprzewodnikowym, termistorem, którego rezystancja elektryczna zmienia się w zależności od zmiany temperatury otoczenia. Czujnik temperatury płynu chłodzącego zamontowany jest w obudowie termostatu. Na podstawie rezystancji czujnika ECU ocenia stan termiczny silnika. Uzyskane dane służą do obliczenia większości poleceń sterujących elementami układu sterowania silnikiem, a także do załączenia wentylatora elektrycznego układu chłodzenia silnika. W przypadku awarii czujnika temperatury płynu chłodzącego, jednostka sterująca elektroniczna przełącza układ na tryb rezerwowy.



Czujnik prędkości pojazdu zamontowany jest na skrzyni biegów. Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla. Na podstawie impulsów generowanych przez czujnik, sterownik silnika oblicza prędkość samochodu. Sygnał z czujnika trafia również do prędkościomierza.



Aby zapobiec wykrywaniu przez ECU fałszywych błędów w działaniu zapłonu, spowodowanych gwałtownymi wstrząsami jednostki napędowej podczas jazdy samochodem po nierównych nawierzchniach, w systemie wbudowany jest czujnik nierówności drogi (RRS).



Silnik wykorzystuje cztery cewki zapłonowe. Montowane są bezpośrednio na świecach zapłonowych. Dzięki temu wyeliminowano zmniejszenie mocy iskry spowodowane upływem prądu (jest to możliwe, gdy izolacja przewodów wysokiego napięcia jest uszkodzona).



Silniki wykorzystują świece zapłonowe AU17DVRM, gdzie: A — gwint M14x1,25;



U — część sześciokątna korpusu pod klucz 16 mm;

17 — ocena cieplna;

D — długość części gwintowanej 19 mm, z płaską powierzchnią przylegania;

B — wysunięcie stożka termicznego izolatora poza koniec gwintowanej części obudowy;

R - wbudowany rezystor;

M - bimetaliczna elektroda centralna.

Silnik może być wyposażony w świece zapłonowe podobnego typu, pochodzące od różnych producentów (patrz tabela 8.4.1, str. 71).

Dysza stanowi elektromagnetyczny zawór iglicowy, na którego rurze wylotowej umieszczony jest rozpylacz z czterema kalibrowanymi otworami. Wtryskiwacz otwiera się po otrzymaniu sygnału z ECU, a paliwo pod ciśnieniem jest wtryskiwane bezpośrednio do zaworu dolotowego. Ilość paliwa dostarczanego do cylindra jest regulowana czasem otwarcia wtryskiwacza. Silnik wyposażony jest w jeden wtryskiwacz na cylinder.



Zawór odpowietrzający adsorbera jest zamontowany na obudowie filtra powietrza (więcej szczegółów w. str. 57, "Układ zasilania").

Blok złącza diagnostycznego przeznaczony jest do podłączenia zewnętrznego urządzenia diagnostycznego (na przykład DST-2M) do systemu zarządzania silnikiem. Blok montowany jest w wykładzinie podłogowej tunelu.