Опель Мерива (2006+). СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

Опель Мерива (2006+). СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Двигатель Z 14 ХЕР на автомобилях Opel Meriva оборудован системой управления

Motronic 7.6.1, а двигатель Z 16 ХЕР - систе­мой Multec S (F). Эти системы работают сов­местно с нейтрализатором отработавших га­зов, системой улавливания паров топлива и обеспечивают выполнение экологических норм Евро-4 при сохранении высоких дина­мических качеств и низкого расхода топлива.

Управляющим устройством в системе яв­ляется электронный блок управления (ЭБУ), его еще называют контроллером. Количество топлива, подаваемого форсунками, регули­руется электрическим импульсным сигналом от ЭБУ. Электронный блок отслеживает дан­ные о состоянии двигателя, рассчитывает по­требность в топливе и определяет необходи­мую длительность подачи топлива форсунка­ми (длительность импульса - скважность). Для увеличения количества подаваемого топ­лива ЭБУ увеличивает длительность импуль­са, а для уменьшения подачи топлива - со­кращает. Кроме того, в соответствии с зало­женным алгоритмом ЭБУ управляет работой электродвигателя вентилятора системы ох­лаждения двигателя и электромагнитной муфты включения компрессора кондиционе­ра, выполняет функцию самодиагностики элементов системы и оповещает водителя о возникших неисправностях.

При выходе из строя отдельных датчиков и исполнительных механизмов ЭБУ включает аварийные режимы, обеспечивающие рабо­тоспособность двигателя.

Блок управления обладает способностью оценивать результаты своих расчетов и ко­манд, запоминать режимы недавней работы и действовать в соответствии с ними. «Само­обучение», или адаптация ЭБУ, - непрерывный процесс, но соответствующие настройки со­храняются в оперативной памяти электронного блока до первого отключения питания ЭБУ.

Система управления двигателем наряду с электронным блоком управления включает в себя датчики, исполнительные устройства, разъемы и предохранители.

Топливо подается по одному из двух мето­дов: синхронному, т.е. при определенном по­ложении коленчатого вала, или асинхронно­му, т.е. независимо или без синхронизации с вращением коленчатого вала. Синхронный впрыск топлива - наиболее часто применяе­мый метод. Асинхронный впрыск топлива применяется в основном в режиме пуска дви­гателя. ЭБУ включает форсунки последова­тельно. Каждая из форсунок включается че­рез каждые 720° поворота коленчатого вала. Такой метод позволяет более точно дозиро­вать топливо по цилиндрам и снизить уро­вень токсичности отработавших газов.

Количество подаваемого топлива опреде­ляется состоянием двигателя, т.е. режимом его работы. Эти режимы обеспечиваются ЭБУ и описаны ниже.

Когда коленчатый вал двигателя начинает прокручиваться стартером, первый импульс от датчика положения коленчатого вала вызывает импульс от ЭБУ на включение сразу всех фор­сунок, что позволяет ускорить пуск двигателя.

Первоначальный впрыск топлива происхо­дит кахдый раз при пуске двигателя. Длитель­ность импульса впрыска зависит от темпера­туры. На холодном двигателе импульс впрыс­ка увеличивается для увеличения количества топлива, на прогретом - длительность им­пульса уменьшается. После первоначального впрыска ЭБУ переключается на соответству­ющий режим управления форсунками.

Режим пуска. При включении зажигания ЭБУ включает реле электробензонасоса, ко­торый создает давление в магистрали подачи топлива к топливной рампе.

ЭБУ проверяет сигнал от датчика темпера­туры охлаждающей жидкости и определяет необходимое для пуска количество топлива и воздуха.

Когда коленчатый вал двигателя начинает проворачиваться, ЭБУ формирует фазиро­ванный импульс включения форсунок, дли­тельность которого зависит от сигналов дат­чика температуры охлаждающей жидкости. На холодном двигателе длительность импуль­са больше (для увеличения количества пода­ваемого топлива), а на прогретом - меньше.

Режим обогащения при ускорении. ЭБУ следит за резкими изменениями положения педали управления дроссельной заслонкой (по сигналу датчика положения педали управ­ления дроссельной заслонкой), а также за сигналом датчика массового расхода воздуха и обеспечивает подачу дополнительного ко­личества топлива за счет увеличения длитель­ности импульса впрыска. Режим обогащения при ускорении применяется только для управ­ления топливоподачей в переходных условиях (при перемещении педали управления дрос­сельной заслонкой).

Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем. При торможении двигателем с включенной передачей ЭБУ мо­жет на короткие периоды времени полностью отключить импульсы впрыска топлива. Отклю­чение и включение подачи топлива в этом ре­жиме происходят при создании определен­ных условий по температуре охлаждающей жидкости, частоте вращения коленчатого ва­ла, скорости автомобиля и углу открытия дроссельной заслонки.

Компенсация напряжения питания. При падении напряжения питания система зажи­гания может давать слабую искру, а механиче­ское движение открытия форсунки может за­нимать больше времени. ЭБУ компенсирует это путем увеличения времени накопления энергии в модуле зажигания и длительности импульса впрыска.

Соответственно при возрастании напряже­ния аккумуляторной батареи (или напряжения в бортовой сети автомобиля) ЭБУ уменьшает время накопления энергии в модуле зажига­ния и длительность впрыска.

Режим отключения подачи топлива. При остановке двигателя (выключенном зажи­гании) топливо форсункой не подается, таким образом исключается самопроизвольное воспламенение смеси в перегретом двигате­ле. Кроме того, импульсы на открытие форсу­нок не подаются, если ЭБУ не получает «опорные» импульсы от датчика положения коленчатого вала, т.е. это означает, что двига­тель не работает.

Отключение подачи топлива происходит и при превышении предельно допустимой ча­стоты вращения коленчатого вала двигателя для защиты двигателя от работы на недопус­тимо высоких оборотах.

Электронный блок управления (ЭБУ)

двигателя Z 14 ХЕР расположен в задней ча­сти моторного отсека на кронштейне, уста­новленном на торцовой части впускного коллектора.

ЭБУ двигателя Z16 ХЕР установлен на верх­ней части впускного коллектора. ЭБУ пред­ставляет собой управляющий центр элек­тронной системы управления двигателем, он связан электрическими проводами со всеми датчиками системы. Получая от них информа­цию, блок выполняет расчеты в соответствии с параметрами и алгоритмом управления, хранящимися в памяти программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ), и управляет исполнительными уст­ройствами системы. Вариант программы, за­писанный в память ППЗУ, обозначен номе­ром, присвоенным данной модификации ЭБУ

Блок управления обнаруживает неисправ­ность, идентифицирует и запоминает ее код, даже если отказ неустойчив и исчезает (на­пример, из-за плохого контакта).

После ремонта хранящийся в памяти блока управления код неисправности необходимо стереть. Для этого отключите питание блока на 10 с (выньте предохранитель цепи питания электронного блока управления или отсоеди­ните провод от клеммы «минус» аккумулятор­ной батареи).

Блок питает постоянным током напряжени­ем 5 и 12 В различные датчики и выключатели системы управления. Поскольку электричес­кое сопротивление цепей питания высокое, контрольная лампа, подключенная к выводам системы, не загорается. Для определения на­пряжения питания на выводах ЭБУ следует применять вольтметр, внутреннее сопротив­ление которого не менее 10 МОм.

ЭБУ располагает следующими типами па­мяти:

- программируемое постоянное запомина­ющее устройство (ППЗУ);

- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

- электрически репрограммируемое запо­минающее устройство (ЭРПЗУ).

Программируемое постоянное запоми­нающее устройство (ППЗУ). В нем находит­ся общая программа, в которой содержится последовательность рабочих команд (алго­ритмы управления) и различная калибровоч­ная информация. Эта информация представ­ляет собой данные управления впрыском, за­жиганием, холостым ходом и другими параметрами, которые зависят от массы авто­мобиля, типа и мощности двигателя, переда­точных отношений трансмиссии и других фак­торов. ППЗУ называют еще запоминающим устройством калибровок. Содержимое ППЗУ не может быть изменено после программиро­вания. Эта память не нуждается в питании для сохранения записанной в ней информации, которая не стирается при отключении пита­ния, т.е. эта память энергонезависимая.

Оперативное запоминающее устройст­во (ОЗУ). Это «блокнот» ЭБУ. Микропроцес­сор ЭБУ использует его для временного хра­нения измеряемых параметров для расчетов и промежуточной информации. Микропро­цессор может по мере необходимости вно­сить в него данные или считывать их.

Микросхема ОЗУ смонтирована на печат­ной плате ЭБУ. Эта память энергозависима и требует бесперебойного питания для сохра­нения. При прекращении подачи питания со­держащиеся в ОЗУ диагностические коды не­исправностей и расчетные данные стираются.

Электрически репрограммируемое за­поминающее устройство (ЭРПЗУ). Ис­пользуется для временного хранения кодов- паролей противоугонной системы автомобиля (иммобилизатора). Коды-пароли, принимае­мые ЭБУ от блока управления иммобилизато- ром, сравниваются с кодами, хранимыми в ЭРПЗУ, в результате чего разрешается или запрещается пуск двигателя.

В ЭРПЗУ записываются такие эксплуатаци­онные параметры автомобиля, как общий пробег автомобиля, общий расход топлива и время работы двигателя.

ЭРПЗУ регистрирует и некоторые наруше­ния работы двигателя и автомобиля:

- время работы двигателя с перегревом;

- время работы двигателя на низкооктано­вом топливе;

- время работы двигателя с превышением максимально допустимой частоты вращения;

- время работы двигателя с пропусками воспламенения топливовоздушной смеси, на наличие которых указывает сигнальная лампа превышения допустимого уровня ток­сичности отработавших газов;

- время работы двигателя с неисправным датчиком детонации;

- время работы двигателя с неисправным датчиком концентрации кислорода;

- время движения автомобиля с превыше­нием максимально разрешенной скорости в период обкатки;

- время движения автомобиля с неисправ­ным датчиком скорости;

- количество отключений аккумуляторной батареи при включенном замке зажигания.

ЭРПЗУ - это энергонезависимая память, она может хранить информацию без подачи питания на ЭБУ.

ЭБУ не пригоден для ремонта, в случае от­каза его необходимо заменить.

Для обмена данными с ЭБУ служит диагно­стический разъем, который расположен под крышкой облицовки тоннеля пола за ры­чагом управления коробкой передач. К диа­гностическому разъему подключается скани­рующее устройство для считывания информа­ции об ошибках, хранящихся в памяти ЭБУ, для проверки датчиков и исполнительных ме­ханизмов в реальном времени, для управле­ния исполнительными механизмами и пере­программирования ЭБУ

Датчик положения коленчатого вала ин­дуктивного типа предназначен для синхрони­зации работы электронного блока управления с ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров и угло­вым положением коленчатого вала.

На двигателе Z 14 ХЕР датчик установлен в задней части двигателя, под стартером, на­против задающего диска, закрепенного на ко­ленчатом валу.

На двигателе Z 16 ХЕР датчик установлен в задней части двигателя, рядом с масляным фильтром, напротив задающего диска, закре­пенного на коленчатом валу.

При вращении коленчатого вала задающий диск изменяет магнитное поле датчика, наво­дя импульсы напряжения переменного тока. Блок управления по сигналам датчика опре­деляет частоту вращения коленчатого вала и выдает импульсы на форсунки.

При отказе датчика пуск двигателя невоз­можен.Датчик положения распределительно­го вала (датчик фазы) индуктивного типа слу­жит для организации фазированного впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров.

На двигателе Z 14 ХЕР датчик установлен в передней части двигателя на крышке приво­да газораспределительного механизма на­против задающего диска, закрепленного на звездочке распределительного вала впускных клапанов.

На двигателе Z 16 ХЕР датчик установлен в передней части двигателя на задней крышке привода газораспределительного механизма напротив задающего диска зубчатого шкива распределительного вала выпускных клапанов.

Сигналы датчика фазы используются ЭБУ для организации фазированного впрыска в соответствии с порядком работы цилинд­ров. При возникновении неисправности цепи любого из датчиков ЭБУ заносит в свою па­мять ее код и включает сигнальную лампу

Датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор (резистор, сопротивление которого изменя­ется в зависимости от температуры).

На автомобилях с двигателем Z 14 ХЕР дат­чик установлен в корпусе насоса охлаждаю­щей жидкости.

На автомобилях с двигателем Z 16 ХЕР ус­тановлены два датчика температуры охлажда­ющей жидкости:

...и в нижней части правого бачка радиатора. При низкой температуре сопротивление датчиков высокое, а при высокой температу­ре - низкое.

Электронный блок питает цепь датчика тем­пературы постоянным «опорным» напряжением

5 В. Напряжение сигнала датчика максимально на холодном двигателе и снижается по мере его прогрева. По значению напряжения датчика электронный блок определяет температуру

двигателя на разных режимах и учитывает ее при расчете регулировочных параметров впры­ска и зажигания. При отказе датчика или нару­шениях в цепи его подключения ЭБУ устанавли­вает код неисправности и запоминает его.

Датчик температуры воздуха на впуске

аналогичен по конструкции датчику темпера­туры охлаждающей жидкости, в нем также ис­пользован термистор, изменяющий свое со­противление в зависимости от температуры.

Датчик установлен в воздухоподводящем патрубке, через который воздух подается от воздушного фильтра к дроссельному узлу.

Сопротивление термистора составляет 100 кОм при температуре -40 °С, а при повы­шении температуры до +130 *С уменьшается до 70 Ом.

ЭБУ питает цепь датчика постоянным «опорным» напряжением. Напряжение сигна­ла датчика максимально, когда воздух во впу­скном коллекторе холодный, и снижается по мере повышения его температуры. По значе­нию напряжения ЭБУ определяет температуру воздуха на впуске и вносит коррективы при расчете угла опережения зажигания. При от­казе датчика или нарушениях в цепи его под­ключения ЭБУ устанавливает код неисправно­сти и запоминает его. Если ЭБУ продолжает выдавать код неисправности при исправных контактных соединениях в проводке, замените датчик температуры воздуха.

Датчик абсолютного давления во впуск­ном коллекторе преобразует разрежение в нем в электрическое напряжение, по значению которого ЭБУ определяет нагрузку двигателя.

...и на двигателе Z 16 ХЕР датчик установ­лен на впускном коллекторе (для наглядности показано на снятых двигателях). Выходное напряжение датчика изменяется в соответст­вии с давлением во впускном коллекторе: от максимального (при полностью открытой дроссельной заслонке в режиме разгона) до минимального (при закрытой заслонке в ре­жиме торможения двигателем). При нерабо­тающем двигателе блок управления по на­пряжению датчика определяет атмосферное давление и адаптирует параметры регулиро­вания впрыска к конкретной высоте над уров­нем моря. Значения атмосферного давления, хранящиеся в памяти, периодически обнов­ляются при равномерном движении автомо­биля и во время полного открытия дроссель­ной заслонки.

...и на двигателе Z 16 ХЕР выполнен заодно целое с крышкой дроссельного узла.

Датчик представляет собой потенциометр, на один конец которого подается «плюс» на­пряжения питания (5 В), а другой конец со­единен с «массой».

С третьего вывода потенциометра (от пол­зунка) идет выходной сигнал к электронному блоку управления.

Когда дроссельная заслонка поворачива­ется (по сигналу ЭБУ от воздействия на пе­даль управления), изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дроссельной заслонке оно около 0,5 В. Когда заслонка от­крывается, напряжение на выходе датчика растет, при полностью открытой заслонке оно должно быть около 4,5 В.

Отслеживая выходное напряжение датчика, контроллер корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки (т.е. по желанию водителя).

Датчик скорости автомобиля на автомо­билях Opel Meriva отсутствует. Информацию о скорости движения автомобиля электрон­ный блок управления получает от датчика час­тоты вращения левого переднего колеса ан- тиблокировочной системы тормозов (ABS).

Управляющий датчик концентрации кислорода применяется в системе впрыска с обратной связью...

...и установлен в катколлекторе. Для кор­ректировки расчетов длительности импульсов впрыска используется информация о наличии кислорода в отработавших газах, эту инфор­мацию выдает управляющий датчик концент­рации кислорода. Содержащийся в отрабо­тавших газах кислород реагирует с датчиком, создавая разность потенциалов на выходе датчика. Она изменяется приблизительно от

0, 1 В (высокое содержание кислорода - бед­ная смесь) до 1 В (низкое содержание кисло­рода - богатая смесь).

Отслеживая выходное напряжение датчика концентрации кислорода, контроллер опре­деляет, какую команду по корректировке со­става рабочей смеси подавать на форсунки.

Если смесь бедная (низкая разность потен­циалов на выходе датчика), то контроллер да­ет команду на обогащение смеси; если смесь богатая (высокая разность потенциа­лов) - на обеднение смеси.

Диагностический датчик концентрации кислорода...

...установлен в приемной трубе за нейтра­лизатором, работает по тому же принципу что и управляющий датчик. Сигнал, вырабатывае­мый диагностическим датчиком концентрации кислорода, указывает на наличие кислорода

в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, по­казания диагностического датчика будут зна­чительно отличаться от показаний управляю­щего датчика.

...прикреплен к верхней части блока цилин­дров в зонах между 2-м и 3-м цилиндрами и улавливает аномальные вибрации (детона­ционные удары) в двигателе.

Чувствительным элементом датчика детона­ции является пьезокристаллическая пластинка.

При детонации на выходе датчика генери­руются импульсы напряжения, которые уве­личиваются с повышением интенсивнос­ти детонационных ударов. ЭБУ по сигналу датчика регулирует опережение зажигания для устранения детонационных вспышек топлива.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Прежде чем снимать любые узлы электрон­ной системы управления впрыском топлива, отсоедините провод от клеммы «минус» ак­кумуляторной батареи.

Не пускайте двигатель, если наконечники проводов на аккумуляторной батарее плохо затянуты.

Никогда не отсоединяйте аккумуляторную батарею от бортовой сети автомобиля при работающем двигателе.

При зарядке отсоединяйте аккумуляторную батарею от бортовой сети автомобиля.

Не подвергайте ЭБУ температуре выше 65 °С в рабочем состоянии и выше 80 °С в не­рабочем (например, в сушильной камере). Надо снимать ЭБУ с автомобиля, если эта температура будет превышена.

Не отсоединяйте от ЭБУ и не присоединяйте к нему провода при включенном зажигании. Перед проведением электросварочных ра­бот на автомобиле отсоединяйте провода от аккумуляторной батареи и колодки жгута проводов от ЭБУ.

Все измерения напряжения выполняйте ци­фровым вольтметром, внутреннее сопротив­ление которого не менее 10 МОм.

Для диагностики системы управления двига­телем во всех случаях требуется специаль­ный сканер, поэтому при возникновении не­исправностей системы обращайтесь на спе­циализированный сервис.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ, ИХ ПРИЧИНЫ И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ