Система управления двигателем
12.05.2010
Система впрыскивания топлива
Система впрыскивания топлива состоит из трех подсистем, которые, работая вместе, управляют процессом сгорания и обеспечивают обратную связь по рабочей эффективности. Эти подсистемы:
1. Воздухозабор
2. Подача топлива
3. Управление расходом топлива
Система воздухозабора обеспечивает подачу воздуха, необходимого для процесса сгорания, и измеряет количество воздуха, входящего в двигатель. Типичные элементы включают в себя воздухозаборник, воздушный фильтр, впускные каналы, измеритель (или датчик) расхода (или массы) воздуха и другие специальные элементы системы воздухозабора.
Система подачи топлива подает бензин из топливного бака, фильтрует его и подает под высоким давлением к двигателю. В число элементов системы входит топливный насос, топливный фильтр, топливный коллектор, топливные форсунки, регулятор давления и гаситель пульсаций. На двигателях с замкнутым топливным контуром система также включает в себя топливопровод, который возвращает неиспользованное топливо в бак (возвратный топливопровод).
В системе управления расходом топлива имеются входные датчики, которые выполняют непрерывные измерения и передают эту информацию к компьютеру управления двигателем. Компьютер определяет количество топлива для впрыскивания и использует выходные исполнительные устройства для активизации топливных форсунок на точный промежуток времени. Работа компьютера управления двигателем более подробно обсуждается дальше.
Компьютер делает несколько тысяч вычислений в минуту и постоянно регулирует количество топлива по мере изменения условий движения. Эти процессы идут непрерывно с момента запуска двигателя. Впрыскивание топлива основывается на чрезвычайно точном измерении количества впускаемого воздуха. Любой сбой, который не позволит получить эту информацию, приведет к тому, что компьютер даст неверную оценку параметров впрыскивания топлива.
Компьютер вычисляет количество впрыскиваемого топлива, основываясь на получаемых им входных сигналах, сообщающих о расходе воздуха, его массе и температуре воздухозабора.
Система управления двигателем
Система управления двигателем управляется бортовым компьютером, который различными изготовителями называется по разному. Ниже даются два самых распространенных названия этого компьютера:
• Модуль управления силовым агрегатом (РСМ)
• Модуль управления двигателем (ЕСМ)
В настоящей публикации контроллер двигателя упоминается, как РСМ.
РСМ - это сердце современной системы управления двигателем. Он управляет системой зажигания, системой впрыскивания топлива и другими элементами. РСМ предназначается для увеличения эффективности двигателя и уменьшения токсичности отработавших газов
РСМ сохраняет стехиометрическое соотношение "воздух / топливо" в условиях движения с экономичной скоростью. Однако, условия движения изменяются, и стехиометрическая воздушно-топливная смесь не будет идеальной для всех условий. В зависимости от рабочих условий РСМ делает воздушно-топливную смесь более богатой или более бедной.
РСМ получает информацию от входных датчиков и посылает управляющие сигналы соответствующим выходным устройствам, таким как топливные форсунки. Расположение РСМ и датчиков зависит от модели и изготовителя. За информацией по расположению элементов всегда обращайтесь к Руководству для станций технического обслуживания.
Входные устройства РСМ
Входные датчики непрерывно подают подробную информацию, связанную с различными аспектами работы автомобиля. В следующем разделе описываются датчики, характерные для современных систем управления силовым агрегатом.
Сигнал импульса зажигания
РСМ получает сигнал импульса зажигания от катушки зажигания и на основании этого сигнала задает количество и опережение впрыскивания топлива.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя
Более богатые воздушно-топливные смеси компенсируют плохую испаряемость топлива при низкой температуре. РСМ контролирует температуру охлаждающей жидкости и увеличивает объем впрыскивания топлива, чтобы улучшить общие динамические характеристики автомобиля при холодном двигателе.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) измеряет температуру охлаждающей жидкости по изменению электрического сопротивления. Терморезистор изменяет свое электрическое сопротивление в соответствии с изменением температуры.
Датчик температуры воздухозабора
Датчик температуры воздухозабора (IAT) - это терморезистор. Он располагается в системе воздухозабора двигателя и служит для определения температуры входящего воздуха. Датчик IAT подает сигнал напряжения, изменяющийся в зависимости от сопротивления. Сопротивление датчика и результирующее напряжение датчика высокие, когда датчик холоден. При повышении температуры сопротивление и напряжение датчика уменьшаются.
Датчик положения коленчатого вала (СКР)
РСМ использует частоту вращения коленчатого вала двигателя, чтобы помочь задать базовое количество впрыскивания. Датчик положения коленчатого вала (СКР) может располагаться на коленчатом вале или внутри распределителя.
Около датчика быстро вращается специальный ротор (импульсное колесо), снабженный выступами или зубьями и расположенный на коленчатом вале. Датчик регистрирует изменение напряженности магнитного поля при каждом прохождении выступа рядом с ним.
Датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя
Датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, установленный в распределителе, или датчик угла поворота коленчатого вала может быть дискового типа или устройством, работа которого базируется на эффекте Холла.
В датчике дискового типа используется диск с прорезями, установленный на вале распределителя, два светодиода и два фотодиода. Один светодиод указывает на угол поворота коленчатого вала, в то время как второй светодиод указывает на положение цилиндра.
Датчик положения распределительного вала (СМР)
РСМ использует датчик положения распределительного вала (СМР) для отслеживания положения всех цилиндров и управления топливной системой и системой зажигания. Датчик регистрирует положение в.м.т. на ходе сжатия для цилиндра 1 1 и может располагаться в распределителе или около распределительного вала. Датчик СМР регистрирует изменения напряженности магнитного поля, вызванные выступами на шкиве распределительного вала.
Датчик скорости автомобиля
Датчик скорости автомобиля (VSS) указывает скорость движения автомобиля. Имеются три распространенных типа датчика VSS - датчики типа герконового реле и типа оптропары находятся в спидометре, а датчик электромагнитного типа находится на вторичном вале коробки передач.
Некоторые изготовители автомобилей для получения информации о скорости автомобиля также используют датчик скорости колеса, который является частью антиблокировочной системы тормозов.
Кислородные датчики
Передний кислородный датчик измеряет плотность кислорода в отработавших газах и подает соответствующий сигнал к РСМ. Передний кислородный датчик располагается перед каталитическим нейтрализатором. РСМ использует входной сигнал от переднего кислородного датчика для расчета изменений в соотношении "воздух/ топливо".
Кроме того, имеется и задний кислородный датчик, устанавливаемый за каталитическим нейтрализатором. РСМ сравнивает сигналы от двух кислородных датчиков для контроля эффективности каталитического нейтрализатора и определения,правильно ли работает каталитический нейтрализатор.
Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)
Датчик положения дроссельной заслонки (TPS) -это варистор (потенциометр), установленный на дроссельной заслонке. Корпус дроссельной заслонки открывается и закрывается посредством троса, который соединяется с педалью акселератора. Когда дроссельная заслонка закрыта, компьютер снимает сигнал низкого напряжения. Когда дроссельная заслонка широко открыта, компьютер снимает сигнал высокого напряжения.
Датчик массового расхода воздуха/ расхода воздуха
Датчик массового расхода воздуха (MAF) измеряет объем и плотность входящего воздуха. При выполнении измерений датчик MAF способен принимать во внимание температуру, плотность и влажность воздуха. Все эти параметры, взятые вместе, определяют "массу" входящего воздуха. Компьютер использует информацию о фактическом массовом расходе воздуха, что помогает рассчитывать соотношение "воздух/топливо".
Прочие входные устройства
В зависимости от изготовителя автомобиля имеется несколько других входных устройств. В число прочих входных устройств могут входить следующие:
• Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) - измеряет изменения в давлении воздуха во впускном коллекторе.
• Датчик детонации - посылает РСМ сигнал на уменьшение угла опережения зажигания в случае повышенной детонации.
• Переключатель парковочной передачи/нейтрального положения (P/N) - сообщает РСМ, находится ли коробка передач в положении ПАРКОВОЧНОЙ передачи или в НЕЙТРАЛЬНОМ положении или на одной из передач движения.
• Реле давления усилителя рулевого управления (при частоте вращения коленчатого вала в режиме холостого хода) - используется для регистрации высокого давления рабочей жидкости в системе усилителя рулевого управления.
• Реле высокого давления А/С - посылает к РСМ "запрос" на включение А/С, чтобы РСМ мог включить компрессор А/С.
• Переключатель круиз-контроля - когда РСМ получает сигнал круиз-контроля, он сохраняет желаемое значение скорости в памяти, что позволяет обеспечить сохранение этой скорости.
Выходные исполнительные устройства открывают и закрывают клапаны, впрыскивают топливо и выполняют другие задачи, реагируя на управляющие сигналы, поступающие от РСМ. Некоторые исполнительные устройства управляются, в то время как другие просто включаются или выключаются. Отрезок времени, в течение которого работает исполнительное устройство, - это его рабочий цикл. РСМ управляет рабочими циклами и в зависимости от необходимости может или удлинять или сокращать их.
Топливные форсунки
Топливо подается к двигателю посредством топливных форсунок. Топливными форсунками управляет РСМ. Непрерывная подача топлива под давлением в топливную форсунку выполняется топливным насосом. Топливная форсунка - это электромагнитный клапан, который активизируется при обеспечении компьютером электрической цепи на "массу", и после этого топливо под давлением "впрыскивается" во впускной коллектор. Компьютер управляет расходом топлива посредством широтно-импульсной модуляции времени включенного состояния форсунки. Время включенного состояния форсунки определяется комбинацией ранее описанных входных сигналов РСМ.
Клапан управления подачей воздуха в режиме холостого хода
Клапан управления подачей воздуха в режиме холостого хода (IAC) располагается в корпусе дроссельной заслонки. Клапан IAC состоит из подвижной иглы, которая управляется маленьким электродвигателем, называемым шаговым электродвигателем. Шаговый электродвигатель способен перемещаться, выполняя очень точные, отмеренные "шаги". Компьютер использует клапан IAC для управления частотой вращения коленчатого вала в режиме холостого хода. Клапан IAC изменяет положение иглы в канале воздуха холостого хода в корпусе дроссельной заслонки. Тогда характер потока входящего воздуха около дроссельной заслонки, когда она закрыта, изменяется.
Электрический топливный насос
В большинстве систем впрыскивания топлива используется встроенный в бак, управляемый реле электрический топливный насос. Когда включается переключатель зажигания, компьютер, прикладывая напряжение аккумулятора, возбуждает реле, которое управляет топливным насосом. Реле остается включенным до тех пор, пока двигатель не начнет проворачивать двигатель или последний не начнет работать и компьютер не получит базовые импульсы. Если базовые импульсы отсутствуют, компьютер выключает реле.
Электрический вентилятор охлаждения
При определенных условиях, для охлаждения радиатора и/или конденсатора А/С, используются одиночные или двойные электрические вентиляторы охлаждения. На большинстве вариантов вентиляторы охлаждения управляются РСМ. В вариантах с компьютерным управлением используются реле вентилятора охлаждения. Компьютер обеспечивает заземление реле вентилятора охлаждения на "массу", подавая напряжение системы к электродвигателю вентилятора охлаждения при соблюдении некоторых или всех нижеперечисленных условий:
• Датчик температуры охлаждающей жидкости указывает высокую температуру охлаждающей жидкости
• Запрашивается включение системы А/С • А/С включена, а скорость автомобиля ниже заданной
• Давление на стороне высокого давления А/С выше заданного значения, возможно размыкание реле высокого давления
Контрольная лампа неправильной работы
Контрольная лампа необходимости обслуживания двигателя или контрольная лампа неправильной работы (MIL) горит, когда ключ зажигания поворачивается во включенное положение (ON) при неработающем двигателе. Не волнуйтесь по этому поводу, потому что это только быстрая проверка лампы. Когда двигатель работает, обычно MIL не горит. Если в памяти сохраняется код неисправности, или компьютер входит в резервный режим, MIL загорается, что означает наличие заземления компьютером электрической цепи MIL. Если состояние изменяется и код (или коды) неисправности больше не присутствуют, лампа может погаснуть, но код остается в памяти компьютера.
Бортовая диагностика
РСМ содержит диагностическое программное обеспечение, которое контролирует работу автомобиля и регистрирует возникающие неисправности. Это программное обеспечение именуется бортовой диагностикой (OBD).
В 1994 году изготовители начали оборудовать автомобили РСМ, содержащими систему бортовой диагностики второго поколения (OBD II) или EOBD для Европы. Программное обеспечение контролирует те параметры в системах впрыскивания топлива и понижения токсичности выхлопа, которые могут вызвать рост токсичности выхлопа. В дополнение к проверке на наличие неисправности элементов, OBD II проверяет и тестирует правильность работы подсистем. Кроме того, она следит за ухудшением работы датчиков и исполнительных устройств.
Управление регулятором давления топлива
В некоторых двигателях РСМ увеличивает давление топлива, чтобы предотвратить образование "паровой пробки" (закипания), когда температура двигателя при повторном запуске высока. Например, если температура охлаждающей жидкости при запуске равняется 212°F (100 °С) или выше, РСМ активизирует электромагнитный клапан управления регулятором давления.
Когда электромагнитный клапан работает, подача вакуума к регулятору давления уменьшается, заставляя давление топлива становиться выше чем для обычных рабочих условий двигателя. Электромагнитный клапан остается активизированным в течение короткого времени после запуска двигателя.
Система базового холостого хода
Байпас позволяет некоторому количеству впускаемого воздуха входить во впускной коллектор при работе двигателя в режиме холостого хода, потому что дроссельная заслонка почти полностью закрыта. Клапан IAC управляет "байпасным" воздухом, необходимым для стабилизации частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода при различных нагрузках (А/С, электрическая нагрузка, усилитель рулевого управления и т.д.). Клапан IAC, который является исполнительным устройством электромагнитного типа, активизируется РСМ. Этот клапан обеспечивает точное управление количеством воздуха, который обходит дроссельную заслонку.
В некоторых автомобилях для управления базовым холостым ходом используется комбинация из двух клапанов: механического и электромагнитного. При запуске из холодного состояния открыты оба клапана, что обеспечивает дополнительное поступление воздуха при запуске и прогреве. По мере увеличения температуры охлаждающей жидкости до нормальной, механический клапан постепенно закрывается, а воздух проходит только через электромагнитный клапан.
Так же рекомендуем прочитать Вам интересную статью Кузовные детали
Комментарии
Пока нет комментариев