Funkcje systemu zarządzania silnikiem

Pojazdy wykorzystują elektroniczny system zarządzania silnikiem (ECM) z systemem rozproszonego wtrysku paliwa. Wtrysk rozproszony nazywa się, ponieważ do każdego cylindra paliwo jest wtryskiwane przez oddzielną dyszę. Układ wtrysku paliwa zmniejsza toksyczność spalin, jednocześnie poprawiając właściwości jezdne samochodu.

Istnieją dwa rodzaje rozproszonych systemów wtrysku - ze sprzężeniem zwrotnym i bez. Co więcej, systemy obu typów mogą być z importowanymi komponentami lub z krajowymi. Zainstaluj kontrolery (elektroniczne jednostki sterujące) także różne rodzaje. Wszystkie te systemy mają swoją własną charakterystykę urządzenia, diagnostykę i naprawę, są szczegółowo opisane osobno w odpowiednich instrukcjach napraw dla poszczególnych układów wtrysku paliwa.

Następujące ECM można zainstalować w samochodach z rodziny LADA SAMARA-2, które zapewniają zgodność z normami toksyczności.

• 1. ECM-2111, który zapewnia zgodność z rosyjskimi normami toksyczności, z kontrolerem M1.5.4, a ostatnio z kontrolerem «Styczeń-5.1.1» (te kontrolery są wymienne, chociaż mają niewielkie różnice w diagnostyce). Ten ostatni wyróżnia się brakiem pochłaniacza oparów paliwa w komorze silnika oraz okrągłym kształtem czujnika masowego przepływu powietrza (Boscha).
• 2. ECM-2111, który zapewnia zgodność z normami toksyczności EURO II, ze sterownikiem MP7.0HFM.
• 3. ECM-2111, zapewniający zgodność z normami toksyczności EURO II, ze sterownikami M1.5.4N i «Styczeń-5.1». System przeznaczony do kompletowania samochodów na rynek krajowy Rosji jest stale aktualizowany: w najnowszych wersjach oprogramowania wprowadzono diagnostykę obwodów wyjściowych.

Jeśli pojazd jest wyposażony w system sprzężenia zwrotnego (używany głównie w pojazdach eksportowych), w układzie wydechowym zainstalowany jest konwerter i czujnik stężenia tlenu, który zapewnia sprzężenie zwrotne. Czujnik monitoruje stężenie tlenu w spalinach, a elektroniczna jednostka sterująca na podstawie swoich sygnałów utrzymuje stosunek powietrza do paliwa, co zapewnia najbardziej wydajną pracę konwertera.


W układzie wtrysku z otwartą pętlą konwerter i czujnik stężenia tlenu nie są instalowane, a potencjometr CO służy do regulacji stężenia CO w spalinach. Ten system nie wykorzystuje również systemu odzyskiwania oparów benzyny.

Możliwy jest również wariant układu wtrysku bez potencjometru CO, w którym to przypadku zawartość CO reguluje się przyrządem diagnostycznym.

Ostrzeżenia:
1. Przed demontażem jakichkolwiek elementów układu sterowania wtryskiem należy odłączyć przewód od zacisku «–» bateria.
2. Nie uruchamiaj silnika, jeśli zaciski akumulatora są luźne.
3. Nigdy nie odłączaj akumulatora od sieci pokładowej samochodu, gdy silnik pracuje.
4. Podczas ładowania akumulatora odłącz go od sieci pokładowej samochodu.
5. Nie wystawiaj elektronicznej skrzynki kontrolnej (ECU) temperatura powyżej 65°C w stanie roboczym i powyżej 80°C w stanie spoczynkowym (np. w suszarni). W przypadku przekroczenia tej temperatury konieczne jest wyjęcie komputera z samochodu.
6. Nie odłączaj ani nie podłączaj złączy wiązki przewodów do ECU, gdy zapłon jest włączony.
7. Przed rozpoczęciem spawania łukowego w pojeździe odłącz przewody od akumulatora i złącza przewodów od ECU.
8. Wszystkie pomiary napięcia wykonaj woltomierzem cyfrowym o rezystancji wewnętrznej co najmniej 10 MΩ.
9. Elementy elektroniczne zastosowane w układzie wtrysku są przystosowane do bardzo niskiego napięcia i dlatego mogą zostać łatwo uszkodzone przez wyładowania elektrostatyczne. Aby zapobiec uszkodzeniu ECU przez wyładowania elektrostatyczne:

• nie dotykaj rękoma wtyczek komputera ani elementów elektronicznych na jego płytach;
• podczas pracy z PROMem (programowalna pamięć tylko do odczytu) jednostki sterującej, nie dotykaj styków mikroukładu.

Układ zapłonowy wykorzystuje moduł zapłonowy 5 (Ryż. 9.12), składający się z dwóch cewek zapłonowych i wysokoenergetycznej elektroniki sterującej. Układ zapłonowy nie ma ruchomych części i dlatego nie wymaga konserwacji. Nie ma również żadnych regulacji, ponieważ zapłonem steruje kontroler 11.

Układ zapłonowy wykorzystuje metodę dystrybucji iskry zwaną metodą dystrybucji iskry «iskra jałowa». Cylindry silnika są połączone parami 1-4 i 2-3, iskrzenie występuje jednocześnie w dwóch cylindrach: w cylindrze, w którym kończy się suw sprężania (iskra robocza), oraz w cylindrze, w którym występuje suw wydechu (iskra jałowa). Ze względu na stały kierunek prądu w uzwojeniach cewek zapłonowych prąd iskrowy w jednej świecy zawsze płynie od elektrody środkowej na bok, aw drugiej - z boku na środkową. Stosowane są świece typu A17DVRM. Zapłonem w układzie steruje sterownik 11. Czujnik położenia wału korbowego 7 dostarcza do sterownika sygnał odniesienia, na podstawie którego sterownik oblicza kolejność działania cewek w module zapłonowym. Aby precyzyjnie sterować zapłonem, sterownik wykorzystuje następujące informacje:

• prędkość wału korbowego;
• obciążenie silnika (masowy przepływ powietrza);
• temperatura płynu chłodzącego;
• położenie wału korbowego;
• obecność detonacji.

System zarządzania silnikiem jest opisany bardziej szczegółowo w specjalnej publikacji «Systemy sterowania silnikiem VAZ-2111 (1,5 l, 8 ogniw), VAZ-2112 (1,5 l, 16 ogniw), VAZ-21214-36 (1,7 l, 8 ogniw) z rozproszonym sekwencyjnym wtryskiem paliwa (Sterownik MP7.0NFM, normy toksyczności Euro-3) samochody VAZ-21083, 21093, 21099, 21102, 21103, 2111, 21113, 2112, 21122, 21214. Instrukcja diagnostyki i naprawy» (seria «Klasa mistrzowska»), przygotowany przez Dyrekcję ds. Rozwoju Technicznego JSC «AWTOWAZ» i opublikowany w 2004 r. «Wydawnictwo Trzeci Rzym». Ta sama instrukcja opisuje metody diagnozowania systemu za pomocą kodów usterek za pomocą narzędzia diagnostycznego DST-2.


System zarządzania silnikiem obejmuje następujące elementy.

1. Kontroler 11 (patrz ryc. 9.12) (elektroniczna jednostka kontrolująca), znajdujący się pod osłoną tablicy rozdzielczej na wsporniku, jest centrum sterowania układem wtrysku paliwa. Nieustannie przetwarza informacje z różnych czujników i zarządza systemami, które wpływają na emisję spalin i osiągi pojazdu.

Administrator otrzymuje następujące informacje:

• położenie i częstotliwość obrotów wału korbowego;
• masowe zużycie powietrza przez silnik;
• temperatura płynu chłodzącego;
• pozycja przepustnicy;
• stężenie tlenu w spalinach (w systemie sprzężenia zwrotnego);
• obecność detonacji w silniku;
• napięcie w sieci pokładowej pojazdu;
• prędkość pojazdu;
• położenie wałka rozrządu (w układzie z sekwencyjnym rozproszonym wtryskiem paliwa);
• żądanie włączenia klimatyzatora (jeśli jest zainstalowany w samochodzie).

Na podstawie otrzymanych informacji kontroler steruje następującymi systemami i urządzeniami:

• zapas paliwa (wtryskiwacze i elektryczna pompa paliwa);
• sytem zapłonu;
• kontrola biegu jałowego;
• adsorber układu odzyskiwania oparów benzyny (jeśli ten system jest zainstalowany w samochodzie);
• wentylator chłodzący silnik;
• sprzęgło sprężarki klimatyzacji (jeśli jest zainstalowany w samochodzie);
• układ diagnostyczny.

Sterownik włącza obwody wyjściowe (dysze, różne przekaźniki itp.) zamykając je «masa» przez tranzystory wyjściowe sterownika. Jedynym wyjątkiem jest obwód przekaźnika pompy paliwa. Sterownik podaje +12 V tylko na uzwojenie tego przekaźnika.


Sterownik posiada wbudowany system diagnostyczny. Potrafi rozpoznać usterki w systemie, ostrzegając o nich kierowcę za pomocą lampki ostrzegawczej «Sprawdź silnik». Ponadto przechowuje kody diagnostyczne wskazujące obszary usterek, aby pomóc technikom w przeprowadzaniu napraw. Kontroler posiada trzy rodzaje pamięci: RAM (Baran), jednorazowa programowalna pamięć tylko do odczytu (BAL STUDENCKI) i elektrycznie programowalną pamięć (EPROM).

Pamięć robocza jest «zeszyt» kontroler. Mikroprocesor sterownika wykorzystuje go do tymczasowego przechowywania zmierzonych parametrów do obliczeń i informacji pośrednich. Mikroprocesor może wprowadzać do niego dane lub w razie potrzeby je odczytywać. Układ pamięci RAM jest zamontowany na płytce drukowanej kontrolera. Ta pamięć jest ulotna i do utrzymania wymaga zasilacza awaryjnego. Przerwa w zasilaniu powoduje skasowanie diagnostycznych kodów usterek i danych obliczeniowych zawartych w pamięci RAM.

Programowalna pamięć tylko do odczytu (BAL STUDENCKI). Zawiera ogólny program, który zawiera sekwencję poleceń roboczych (algorytmy sterowania) oraz różne informacje o kalibracji. Informacje te to dane dotyczące wtrysku, zapłonu, kontroli biegu jałowego itp., które zależą od masy pojazdu, typu i mocy silnika, przełożeń skrzyni biegów i innych czynników. PROM jest również nazywany pamięcią kalibracji. Zawartość PROM nie może być zmieniona po zaprogramowaniu. Pamięć ta nie potrzebuje zasilania do zapisania zapisanych w niej informacji, które nie są kasowane po wyłączeniu zasilania tj. ta pamięć jest nieulotna. Moduł PROM jest instalowany w gnieździe na płycie kontrolera i można go wyjąć ze sterownika i wymienić.

PROM jest indywidualny dla każdej konfiguracji pojazdu, chociaż ten sam zunifikowany kontroler może być używany w różnych modelach samochodów. Dlatego przy wymianie PROM ważne jest ustawienie prawidłowego numeru modelu i wyposażenia pojazdu. A przy wymianie uszkodzonego kontrolera należy zostawić stary PROM (jeśli jest poprawna).

Elektrycznie programowalna pamięć służy do tymczasowego przechowywania haseł systemu antykradzieżowego pojazdu (immobilizer). Kody haseł otrzymane przez kontroler z jednostki sterującej immobilizera (jeśli jest w samochodzie), są porównywane z kodami zapisanymi w pamięci EEPROM i jednocześnie dozwolone lub zabronione uruchomienie silnika. Pamięć ta jest nieulotna i może być przechowywana bez zasilania sterownika.



2. Czujnik temperatury płynu chłodzącego 4 to termistor (rezystor, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą). Czujnik jest wkręcany w wylot płynu chłodzącego na głowicy cylindrów. W niskiej temperaturze rezystancja czujnika jest wysoka (przy -40°С - 100 kOhm), w wysokiej temperaturze - niska (przy 100°С - 177 omów).

Sterownik oblicza temperaturę płynu chłodzącego na podstawie spadku napięcia na czujniku. Spadek napięcia jest duży na zimnym silniku i niski na ciepłym. Temperatura płynu chłodzącego wpływa na większość parametrów kontrolowanych przez sterownik.



3. Czujnik stukowy 6 jest przymocowany do górnej części bloku cylindrów. Odbiera nienormalne wibracje (uderzenia detonacyjne) w silniku.

Czułym elementem czujnika jest płytka piezoelektryczna. Podczas detonacji na wyjściu czujnika generowane są impulsy napięciowe, które nasilają się wraz ze wzrostem intensywności oddziaływań detonacyjnych. Sterownik na podstawie sygnału z czujnika reguluje kąt wyprzedzenia zapłonu w celu wyeliminowania przebłysków paliwa detonacyjnego.



4. Czujnik masowego przepływu powietrza 1 firmy Bosch lub…



…GM znajduje się między filtrem powietrza a wężem przewodu dolotowego. Zawiera czujniki temperatury i opornik grzejny. Przepływające powietrze chłodzi jeden z czujników, a elektronika czujnika przetwarza tę różnicę temperatur na sygnał wyjściowy dla elektronicznej jednostki sterującej. W różnych wersjach układów wtrysku paliwa możliwe jest zastosowanie dwóch rodzajów czujników masowego przepływu powietrza. Różnią się urządzeniem i charakterem sygnału wyjściowego, który może być częstotliwościowy lub analogowy. W pierwszym przypadku w zależności od przepływu powietrza zmienia się częstotliwość sygnału, w drugim napięcie. ECU wykorzystuje informacje z czujnika masowego przepływu powietrza do określenia czasu trwania impulsu otwarcia wtryskiwacza.



5. Potencjometr CO montowany w samochodach z układem wtryskowym bez sprzężenia zwrotnego (bez konwertera i czujnika stężenia tlenu) w komorze silnika i jest rezystorem zmiennym. Wysyła sygnał do ECU, który służy do regulacji mieszanki paliwowo-powietrznej w celu uzyskania znormalizowanego poziomu stężenia tlenku węgla (WIĘC) w spalinach na biegu jałowym. Potencjometr CO jest jak śruba mieszanki w gaźnikach. Regulacja zawartości CO za pomocą potencjometru CO jest wykonywana tylko na stacji paliw za pomocą analizatora gazu.



6. Czujnik prędkości pojazdu zainstalowany na skrzyni biegów. Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla. Czujnik wysyła do sterownika prostokątne impulsy napięciowe, których częstotliwość jest proporcjonalna do prędkości obrotowej kół napędowych.



7. Czujnik położenia przepustnicy 9 jest montowany z boku rury przepustnicy i jest połączony z osią przepustnicy.

Czujnik jest potencjometrem, którego jeden koniec jest w zestawie «+» napięcie zasilania (5 V), jego drugi koniec jest podłączony do «waga». Z trzeciego wyjścia potencjometru (z suwaka) jest sygnałem wyjściowym do sterownika. Kiedy przepustnica jest przekręcona (przed uderzeniem w pedał sterujący), zmienia się napięcie na wyjściu czujnika. Gdy przepustnica jest zamknięta jest niższa niż 0,7 V. Gdy przepustnica jest otwarta, napięcie na wyjściu czujnika rośnie i przy pełnym otwarciu przepustnicy powinno być większe niż 4 V. Monitorując napięcie wyjściowe czujnika, sterownik reguluje dopływ paliwa w zależności od kąta otwarcia przepustnicy (te. na żądanie kierowcy).

Czujnik położenia przepustnicy nie wymaga żadnej regulacji, ponieważ sterownik wykrywa wolne obroty (te. pełne zamknięcie przepustnicy) jako punkt zerowy.

8. Regulator prędkości biegu jałowego 10 reguluje prędkość obrotową biegu jałowego, kontrolując ilość powietrza dostarczanego w celu obejścia zamkniętej przepustnicy. Składa się z dwubiegunowego silnika krokowego i podłączonego do niego zaworu stożkowego. Zawór wysuwa się lub chowa zgodnie z sygnałami sterownika.

W pełni wysunięta igła regulatora (co odpowiada 0 krokom) blokuje przepływ powietrza. Gdy igła jest wycofana, zapewniony jest przepływ powietrza proporcjonalny do liczby kroków, o jakie igła oddala się od gniazda.



9. Czujnik położenia wału korbowego 7 - typ indukcyjny, przeznaczony do synchronizacji działania sterownika z GMP tłoków 1. i 4. cylindra oraz położeniem kątowym wału korbowego.

Czujnik montowany jest na pokrywie pompy oleju naprzeciw tarczy napędowej na kole napędowym alternatora. Tarcza napędowa to koło zębate z 58 w równej odległości (6°) depresje. Ta podziałka pasuje do 60 zębów na tarczy, ale dwa zęby są ścinane, aby wytworzyć impuls taktowania («odniesienie» pęd), który jest niezbędny do skoordynowania pracy sterownika z GMP tłoków w 1. i 4. cylindrze. Gdy wał korbowy obraca się, zęby zmieniają pole magnetyczne czujnika, indukując impulsy napięcia AC. Szczelina montażowa między rdzeniem czujnika a zębem tarczy musi się mieścić (1±0,2) mm.

Sterownik określa prędkość obrotową wału korbowego na podstawie sygnałów z czujników i wysyła impulsy do wtryskiwaczy.



10. Czujnik stężenia tlenu (Sonda lambda) stosowany w układzie wtryskowym ze sprzężeniem zwrotnym i montowany na rurze wydechowej tłumików. Tlen zawarty w spalinach reaguje z czujnikiem, tworząc różnicę potencjałów na jego wyjściu, która waha się od około 0,1 V (wysoka zawartość tlenu - uboga mieszanka) do 0,9 V (mało bogata w tlen mieszanka).

Do normalnej pracy temperatura czujnika musi wynosić co najmniej 360°C. Dlatego, aby szybko rozgrzać silnik po uruchomieniu, w czujniku wbudowany jest element grzejny.

Monitorując napięcie wyjściowe czujnika stężenia tlenu, sterownik określa, które polecenie dostosować skład mieszanki roboczej do podania na wtryskiwacze. Jeśli mieszanka jest uboga (mała różnica potencjałów na wyjściu czujnika), to wydaje się polecenie wzbogacenia mieszanki. Jeśli mieszanka jest bogata (duża różnica potencjałów), pojawia się polecenie zubożenia mieszanki.