Lokalizacja elementów systemu zarządzania silnikiem 21129: 1 - elektrozawór układu do zmiany długości kanałów rurociągu dolotowego; 2 - zawór odpowietrzający adsorbera; 3 - czujnik ciśnienia bezwzględnego i temperatury powietrza w kolektorze dolotowym; 4 - zespół przepustnicy; 5 - czujnik temperatury płynu chłodzącego; 6 - elektroniczna jednostka sterująca silnika (ECU); 7 - awaryjny czujnik ciśnienia oleju; 8 - cewka zapłonowa czwartego cylindra; 9 - cewka zapłonowa trzeciego cylindra; 10 - cewka zapłonowa drugiego cylindra; 11 - cewka zapłonowa pierwszego cylindra; 12 - lokalizacja czujnika położenia wałka rozrządu
System zarządzania silnikiem włącza i wyłącza pompę paliwową, kontroluje ilość powietrza wpływającego do cylindrów silnika, wtryskuje wymaganą ilość paliwa do kolektora dolotowego, kontroluje iskrzenie na świecach zapłonowych, koryguje kąt wyprzedzenia zapłonu, reguluje prędkość obrotową biegu jałowego wał korbowy, steruje wentylatorem elektrycznym układu chłodzenia silnika.
System zarządzania silnikiem - elektroniczny, z rozproszonym fazowym wtryskiem paliwa (tj. paliwo jest wtryskiwane do kolektora dolotowego każdego cylindra zgodnie z cyklem pracy silnika). System składa się z następujących elementów:
- elektroniczna jednostka kontrolująca;
- czujniki:
- 1) Czujnik położenia wału korbowego;
- 2) Czujnik położenia wałka rozrządu;
- 3) Czujnik położenia przepustnicy (wbudowany w korpus przepustnicy);
- 4) czujnik stukowy;
- 5) czujnik temperatury chłodzenia;
- 6) czujnik ciśnienia bezwzględnego i temperatury powietrza w kolektorze dolotowym;
- 7) dwa czujniki stężenia tlenu;
- 8) elektroniczny pedał gazu (czujnik położenia pedału gazu);
- 9) czujnik położenia pedału hamulca;
- 10) czujnik położenia pedału sprzęgła
- 11) czujnik ciśnienia klimatyzacji;
- urządzenia wykonawcze:
- 1) główny przekaźnik;
- 2) przekaźnik pompy paliwa;
- 3) dysze;
- 4) cewki zapłonowe;
- 5) przekaźnik wentylatora chłodzącego;
- 6) przepustnica elektryczna (wbudowany w korpus przepustnicy);
- 7) elektrozawór układu zmiany długości kanałów kolektora dolotowego;
- 8) lampka kontrolna awarii silnika;
- 9) zawór odpowietrzający adsorbera;
- przewody łączące;
- gniazdo diagnostyczne.
Zintegrowany jest również system zarządzania silnikiem:
- prędkościomierz;
- tachometr.
Głównym elementem sterującym systemu jest elektroniczna jednostka sterująca (ECU), lub, jak to się często nazywa, kontroler ze zintegrowanym mikroprocesorem. Tak naprawdę ECU to wyspecjalizowany minikomputer, w którym zainstalowany jest tylko jeden program - sterowanie silnikiem, a czujniki i elementy wykonawcze stanowią wyposażenie peryferyjne tego komputera, jednostka odbiera i analizuje sygnały z czujników. Na podstawie otrzymanych danych blok oblicza polecenia sterujące i wydaje je elementom wykonawczym. Urządzenie posiada trzy rodzaje pamięci*: ROM (ROM), pamięć o swobodnym dostępie (Baran) i przeprogramowalna pamięć masowa (BAL STUDENCKI).
ROM - pamięć nieulotna (to znaczy informacje w pamięci są zachowywane po wyłączeniu zasilania) i jest mikroczipem («żeton») *. ROM przechowuje program obliczeniowy i dane niezbędne do obliczeń (parametry silnika, przełożenia skrzyni biegów i inne cechy). Ta informacja jest indywidualna dla każdej modyfikacji pojazdu.
* Konstrukcja ECU może ulec zmianie przez producenta.
Ostrzeżenie! Niewykwalifikowane przeprogramowanie pamięci ROM może doprowadzić do nieprawidłowego działania silnika, awarii elementów układu sterowania silnikiem i uszkodzenia silnika.
Podczas pracy ECU monitoruje stan wszystkich elementów i obwodów systemu zarządzania silnikiem. Po wykryciu usterki, ECU przełącza system zarządzania silnikiem w tryb gotowości i włącza lampkę kontrolną awarii silnika na tablicy rozdzielczej. Silnik będzie wtedy mógł dalej pracować (z wyjątkiem przypadku nieprawidłowego działania czujnika położenia wału korbowego, patrz poniżej), co pozwala na samodzielny dojazd na miejsce naprawy. ECU zapisuje kody wykrytych usterek do pamięci RAM. Przechowuje również informacje operacyjne, które mikroprocesor ECU wykorzystuje w obliczeniach. Gdy akumulator zostanie odłączony od sieci pokładowej pojazdu, wszystkie informacje zapisane w pamięci RAM zostaną usunięte.
W pamięci EEPROM przechowywane są kody systemu antykradzieżowego samochodu (immobilizer). Ten typ pamięci jest nieulotny. Po aktywacji immobilizera, ECU blokuje działanie systemu zarządzania silnikiem podczas próby uruchomienia silnika bez specjalnych kluczy elektronicznych.
Elektroniczna jednostka kontrolująca (ECU)
Czujnik położenia wału korbowego (DPKV) przeznaczony jest do generowania sygnałów, za pomocą których ECU synchronizuje swoją pracę z cyklami procesu pracy silnika. Dlatego często ten czujnik nazywany jest czujnikiem synchronizacji. Działanie czujnika opiera się na zasadzie indukcji - gdy zęby koła pasowego wału korbowego przechodzą obok rdzenia czujnika, w obwodzie czujnika pojawiają się impulsy napięcia prądu przemiennego.
Częstotliwość pojawiania się impulsów odpowiada częstotliwości obrotów wału korbowego. Zęby znajdują się na obwodzie koła pasowego (po 6°). Dwa z nich są oddalone od siebie o kąt 18°. Miało to na celu utworzenie sygnałów odniesienia w obwodzie czujnika - oryginalnych punktów odniesienia, względem których ECU określa położenie wału korbowego - górnych martwych punktów w pierwszym / czwartym i drugim / trzecim cylindrze. Praca silnika z uszkodzonym czujnikiem położenia wału korbowego nie jest możliwa. Czujnik położenia wału korbowego nie podlega naprawie - w przypadku awarii wymieniany jest jako zespół.
Czujnik położenia wału korbowego
Czujnik położenia wałka rozrządu (KRLD) zaprojektowany do generowania sygnału, za pomocą którego ECU określa górny martwy punkt (TDC) tłok pierwszego cylindra podczas suwu sprężania. Czasami ten czujnik nazywany jest czujnikiem fazy. Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla. Kiedy występ pierścienia przymocowanego do koła pasowego wałka rozrządu zaworów dolotowych przechodzi przez szczelinę na końcu czujnika, czujnik wysyła sygnał elektryczny do komputera. W przypadku awarii DPRV, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb gotowości do pracy.
Czujnik położenia wałka rozrządu jest urządzeniem elektronicznym, którego nie można naprawić. Jeśli czujnik jest uszkodzony, należy go wymienić.
Czujnik położenia wałka rozrządu
DPRV jest montowany w tylnej pokrywie ochronnej paska rozrządu (pod miską wlotową nad generatorem)
Czujnik stukowy (DD) - piezoelektryczny, reaguje na wibracje silnika. Na podstawie sygnałów z czujnika ECU określa moment detonacji podczas pracy silnika i zgodnie z tym koryguje kąt wyprzedzenia zapłonu. W przypadku awarii DD, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb pracy rezerwowej.
Czujnik stukowy
Czujnik spalania stukowego jest zamontowany na przedniej ścianie bloku cylindrów
Czujnik ciśnienia bezwzględnego i temperatury powietrza w kolektorze dolotowym montowany jest na kolektorze dolotowym od góry.
Do pomiaru ciśnienia w czujniku wykorzystywany jest element piezoelektryczny, którego sygnał zmienia się proporcjonalnie do ciśnienia w rurociągu wlotowym. Na podstawie sygnału z czujnika, ECU oblicza ilość powietrza wpływającego do cylindrów silnika. W przypadku awarii czujnika, ECU przełącza system w tryb czuwania i włącza lampkę awarii na tablicy rozdzielczej.
Ilość powietrza wchodzącego do cylindrów silnika jest regulowana przez zespół przepustnicy, który jest instalowany między odbiornikiem kolektora dolotowego a filtrem powietrza.
Aby silnik spełniał bardziej rygorystyczne normy środowiskowe, siłownik przepustnicy jest wyposażony w motoreduktor. Pedał gazu jest elektroniczny, nie ma mechanicznego połączenia z przepustnicą. Zarządzanie silnikiem jest w pełni elektroniczne. W rzeczywistości kierowca naciskając pedał gazu wskazuje jedynie, jakie przyspieszenie chciałby nadać samochodowi, a system zarządzania silnikiem to realizuje. To samo dzieje się, gdy kierowca poluzuje nacisk na pedał gazu, przytrzyma go w jednej pozycji lub całkowicie zdejmie nogę z pedału gazu. Taki system w AvtoVAZ nazywa się «E-gaz» (E-GAS). Silniki z takim systemem mogą spełniać normy środowiskowe Euro 5-6.
Zawór dławiący jest obracany silnikiem elektrycznym przez przekładnię. Oba są wbudowane w korpus przepustnicy.
Zespół przepustnicy
Podczas uruchamiania i rozgrzewania silnika, a także na biegu jałowym, przepływ powietrza do cylindrów jest kontrolowany przez otwarcie przepustnicy.
Położenie przepustnicy jest monitorowane przez dwa czujniki wbudowane w korpus przepustnicy.
Kąt otwarcia przepustnicy jest ustawiany przez elektroniczną jednostkę sterującą (ECU) w zależności od szacowanej ilości powietrza, które musi dostać się do cylindrów silnika. Uwzględnia to tryb pracy silnika (uruchamianie, rozgrzewanie, praca na biegu jałowym i tak dalej), temperatura otoczenia i silnika, położenie pedału gazu.
Polecenia sterujące są wysyłane do zespołu przepustnicy do silnika elektrycznego. Jednocześnie ECU kontroluje kąt otwarcia klapy iw razie potrzeby wydaje odpowiednie polecenia korygujące jej położenie. Dzięki temu, że ECU jednocześnie reguluje ilość wtryskiwanego paliwa i dopływającego powietrza, optymalny skład mieszanki palnej jest utrzymywany w każdym trybie pracy silnika.
Korpus przepustnicy z elektryczną przepustnicą jest wrażliwy na osady, które mogą gromadzić się na jego wewnętrznej powierzchni. Powstała warstwa osadów może zakłócać płynny ruch przepustnicy, zaklinując ją (zwłaszcza przy małych kątach otwarcia). W rezultacie silnik będzie pracował niestabilnie, a nawet zgaśnie na biegu jałowym, źle się uruchomi, aw warunkach przejściowych mogą pojawić się awarie. Aby tego uniknąć, jako środek zapobiegawczy należy usunąć osady specjalnymi kompozycjami detergentowymi podczas wykonywania kolejnej konserwacji samochodu. Duża warstwa osadów może całkowicie zablokować ruch amortyzatora. Jeśli przepłukanie nie przywróci funkcjonalności zespołu przepustnicy, należy go wymienić.
Awaria lub nieprawidłowe działanie zespołu przepustnicy może być spowodowane przerwaniem styku w jego obwodzie elektrycznym (utlenione zaciski w bloku przyłączeniowym wiązki przewodów). W takim przypadku możliwe będzie przywrócenie pracy poprzez potraktowanie wniosków specjalną kompozycją do czyszczenia i ochrony styków elektrycznych. Mogą istnieć inne przyczyny niepowodzenia:
- zespół przepustnicy nie otrzymuje napięcia zasilania;
- sygnały nie są odbierane z obu czujników położenia przepustnicy;
- ECU nie może rozpoznać sygnałów z czujników położenia przepustnicy.
W takich przypadkach układ sterowania silnikiem przechodzi w tryb awaryjny. Jednocześnie samochód zachowuje możliwość samodzielnego poruszania się na niewielką odległość z małą prędkością, co w skrajnych przypadkach pozwoli na przemieszczenie go w bezpieczne miejsce (zatrzymać się, opuścić skrzyżowanie itp).
Fakt, że zespół przepustnicy pracuje w trybie awaryjnym może być sygnalizowany zapaleniem się lampki ostrzegawczej o nieprawidłowym działaniu systemu sterowania silnikiem i zwiększonymi obrotami biegu jałowego wału korbowego (około 1500 min-1, mimo że silnik jest rozgrzany do temperatury roboczej). Silnik nie reaguje na wciśnięcie pedału gazu.
Każdy z czujników położenia przepustnicy jest potencjometrem. Podczas pracy dochodzi do stopniowego zużycia torów przewodzących i styków ruchomych. Z biegiem czasu zużycie może osiągnąć taki poziom, że prawidłowa praca czujnika staje się niemożliwa. Obecność dwóch czujników zwiększa niezawodność całego zespołu.
Jeśli tylko jeden czujnik ulegnie awarii, lampka kontrolna zaświeci się, ale system zarządzania silnikiem przełączy się w tryb czuwania. W takim przypadku silnik odpowiednio zareaguje na wciśnięcie pedału gazu, ale z gorszymi parametrami pracy.
Tryb czuwania pozwala na samodzielne dojechanie samochodem do miejsca naprawy.
Elektroniczny pedał gazu składa się z plastikowej dźwigni zintegrowanej z pedałem oraz dwóch czujników wbudowanych we wspornik. Wszystkie elementy to jedna konstrukcja, która jest czasami nazywana modułem pedału gazu.
Każdy czujnik położenia pedału (wbudowany we wspornik pedału gazu) jest potencjometrem, którego ruchomy styk jest sztywno połączony z osią obrotu dźwigni pedału. Elektroniczna jednostka kontrolująca (ECU) zgodnie z sygnałami czujników stale monitoruje położenie pedału. Zmianą położenia steruje się zmieniającą się rezystancją na wyjściach obu czujników. Zgodnie z tymi parametrami ECU wysyła polecenia sterujące do motoreduktora zespołu przepustnicy oraz do wtryskiwaczy paliwa. W wyniku zużycia ruchomych styków lub ścieżek przewodzących czujniki mogą ulec awarii lub sygnały z nich płynące nie będą prawidłowe. Jeśli sygnały zostaną zakłócone, możliwe, że silnik będzie pracował nieprawidłowo «niepowodzenia» w trybach przejściowych. Podczas pracy na biegu jałowym prędkość obrotowa silnika może się spontanicznie zmieniać.
W przypadku awarii jednego z czujników (albo jego łańcuchy), zapali się lampka kontrolna awarii układu sterowania silnikiem. Jeśli w czasie kontroli sygnał z czujnika nie zostanie przywrócony, ECU przełączy system w stan czuwania. W tym trybie, gdy mocno wciśniesz pedał gazu do oporu, prędkość będzie powoli rosnąć. Samochodem będzie można kontynuować jazdę do miejsca naprawy we własnym zakresie. Możliwy jest niewielki wzrost zużycia paliwa i zmiana niektórych innych wskaźników technicznych silnika.
W przypadku awarii obu czujników, ECU przełączy system zarządzania silnikiem do pracy awaryjnej. Silnik będzie pracował tylko z prędkością tuż powyżej biegu jałowego (1500 minut-1). Jednocześnie samochód zachowuje zdolność do samodzielnego poruszania się, choć z małą prędkością. Pozwoli to w razie potrzeby na opuszczenie skrzyżowania, zjechanie na pobocze lub przemieszczenie samochodu na niewielką odległość w bezpieczne miejsce.
W systemie zarządzania silnikiem, aby przejść do niektórych trybów pracy, wymagane jest monitorowanie położenia pedału hamulca. Włącznik pedału hamulca służy jako czujnik położenia pedału hamulca, w którym znajdują się dwie pary styków.
Przełącznik jest podłączony do komputera za pomocą dodatkowego przewodu. Będziesz także potrzebował czujnika, który monitoruje załączanie i wyłączanie sprzęgła. Montuje się go we wsporniku pedału sprzęgła.
Czujnik położenia sprzęgła (dla pojazdów z ręczną skrzynią biegów) działa na tej samej zasadzie co włącznik świateł hamowania.
Czujnik stężenia tlenu dostarcza sygnał wyjściowy, na podstawie którego ECU określa stężenie tlenu w spalinach. Na podstawie otrzymanych danych ECU dostosowuje ilość paliwa wtryskiwanego do cylindrów silnika, utrzymując w ten sposób optymalną proporcję mieszanki paliwowo-powietrznej (jest to niezbędne do wydajnej pracy katalizatora). Czuły element czujnika stężenia tlenu znajduje się w strumieniu spalin (przed katalizatorem). Działanie czujnika jest możliwe tylko wtedy, gdy jego czuły element zostanie podgrzany do temperatury co najmniej 300°C. Aby skrócić czas nagrzewania, w czujniku wbudowany jest element grzejny.
Czujnik stężenia tlenu: 1 - otwory w obudowie czujnika do doprowadzania spalin do elementu czujnikowego; 2 - wiązka przewodów czujnika; 3 - blok łączący; 4 - metalowy pierścień uszczelniający czujnika
Aby silnik spełniał rygorystyczne wymagania norm toksyczności, drugi czujnik stężenia tlenu jest zintegrowany z układem wydechowym za konwerterem.
Ostrzeżenie! Obecność związków ołowiu i krzemu w spalinach może prowadzić do awarii czujnika stężenia tlenu. Dlatego stosowanie benzyny ołowiowej jest niedozwolone. Podczas naprawy silnika nie używaj uszczelniacza z dużą zawartością silikonu (związki krzemu), którego opary mogą przedostawać się przez układ wentylacji skrzyni korbowej do cylindrów i dalej do układu wydechowego. Użyj uszczelniacza, który mówi na opakowaniu, że jest bezpieczny dla czujnika tlenu.
W celu ograniczenia emisji oparów benzyny ze zbiornika paliwa układ zasilania silnika wyposażony jest w układ odzyskiwania oparów paliwa (zobacz więcej szczegółów. «Układ zasilania»). Jednym z elementów tego układu jest zawór odpowietrzający adsorbera. Jego pracą steruje ECU silnika. Zawór odpowietrzający adsorbera znajduje się w komorze silnika po prawej stronie.
czujnik temperatury chłodzenia (DTOZH) - termistor urządzenia półprzewodnikowego, którego rezystancja elektryczna zmienia się wraz ze zmianami temperatury otoczenia. DTOZH jest zainstalowany w obudowie termostatu. Na podstawie rezystancji czujnika, ECU ocenia reżim termiczny silnika. Uzyskane dane są wykorzystywane do obliczania większości poleceń sterujących elementami układu sterowania silnika, a także do włączania wentylatora elektrycznego układu chłodzenia silnika. W przypadku awarii DTOZH elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb pracy awaryjnej.
Czujnik temperatury płynu chłodzącego z miedzianym o-ringiem
Silnik wykorzystuje cztery cewki zapłonowe. Montuje się je bezpośrednio na świecach zapłonowych. Eliminuje to zmniejszenie mocy iskry z powodu upływu prądu (jest to możliwe w przypadku uszkodzenia izolacji przewodów wysokiego napięcia).
Cewka zapłonowa: 1 - wnioski dotyczące podłączenia bloku wiązki przewodów; 2 - ucho do mocowania cewki; 3 - pierścienie uszczelniające; 4 - końcówka do podłączenia do świecy zapłonowej
Świece zapłonowe AU17DVRM stosowane są w silnikach, w których:
- A - gwint M 14x1,25;
- U - sześciokątna część korpusu na bazie pod klucz 16 mm;
- 17 - numer blasku;
- D - długość części gwintowanej 19 mm, z płaską powierzchnią przylegania;
- B - wystawanie stożka termicznego izolatora poza powierzchnię czołową gwintowanej części korpusu;
Świeca: 1 - elektroda boczna; 2 - elektroda środkowa (w stożku termicznym izolatora); 3 - gwintowana część korpusu; 4 - pierścień uszczelniający; 5 - sześciokątna część obudowy pod klucz; 6 - izolator (Ma na sobie etykietę świecy zapłonowej); 7 - końcówka kontaktowa (wyjmowany, gwintowany)
- R - wbudowany rezystor;
- M - bimetaliczna elektroda środkowa.
Na silniku można zainstalować świece różnych producentów; podobny typ (patrz tabela. 9.2.1).
Dysza jest elektromagnetycznym zaworem iglicowym, na króćcu wylotowym z którego wykonany jest opryskiwacz z czterema kalibrowanymi otworami. Wtryskiwacz otwiera się na sygnał z ECU, podczas gdy paliwo pod ciśnieniem jest wtryskiwane bezpośrednio do zaworu dolotowego. Ilość paliwa wpływającego do cylindra jest kontrolowana przez czas otwarcia wtryskiwacza. Silnik ma jeden wtryskiwacz na każdy cylinder.
Dysza silnika: 1 - rozpylacz; 2 - gumowy pierścień uszczelniający; 3 - zaciski do podłączenia wiązki przewodów
Zawór odpowietrzający pochłaniacza jest zainstalowany na obudowie filtra powietrza (zobacz więcej szczegółów. «Układ zasilania»).
Blok złącza diagnostycznego przeznaczony jest do podłączenia zewnętrznego urządzenia diagnostycznego (na przykład DST-2M) do systemu zarządzania silnikiem. Blok jest zainstalowany po lewej stronie pod tablicą rozdzielczą.