Chevrolet Cruze. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

Chevrolet Cruze. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Двигатели, устанавливаемые на автомоби­ли Chevrolet Cruze, оборудованы электронной системой управления двигателем (ЭСУД) с распределенным впрыском топлива. Эта си­стема работает совместно с нейтрализато­ром отработавших газов, системой улавлива­ния паров топлива и обеспечивает выполне­ние экологических норм при сохранении высоких динамических качеств и низкого рас­хода топлива.

Электрическая схема системы управления двигателем приведена в конце книги.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Прежде чем снимать какие-либо узлы ЭСУД, 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 аккумуляторной батареи отсое­диняйте ее от бортовой сети автомобиля.

Не подвергайте электронный блок управле­ния (ЭБУ) температуре выше 65 °С в рабочем состоянии и выше 80 °С в нерабочем (напри­мер, в сушильной камере). Если эта темпе­ратура будет превышена, надо снять ЭБУ с автомобиля.

Не отсоединяйте от ЭБУ и не присоединяйте к нему разъемы жгута проводов при вклю­ченном зажигании.

Перед проведением электродуговой сварки на автомобиле отсоединяйте провода от аккуму­ляторной батареи и разъемы проводов от ЭБУ. Все измерения напряжения выполняйте ци­фровым вольтметром, внутреннее сопротив­ление которого не менее 10 МОм.

Количество топлива, подаваемого форсунка­ми, регулируется электрическим импульсным сигналом от ЭБУ Он 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 дня уменьшения подачи топлива - сокращает.

ЭБУ оценивает результаты своих расчетов и команд, запоминает режимы недавней ра­боты и действует в соответствии с ними. «Са­мообучение» или адаптация ЭБУ является не­прерывным процессом, но соответствующие настройки сохраняются в оперативной памя­ти электронного блока до первого отключения питания ЭБУ.

ЭБУ управляет подачей топлива либо син­хронно, т.е. при определенном положении ко­ленчатого вала, либо асинхронно, т.е. незави­симо или без синхронизации с вращением коленчатого вала. Синхронный впрыск топли­ва - наиболее часто применяемый режим. 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 понизить 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 каждый раз при пуске двигателя. Длитель­ность импульса впрыска зависит от темпера­туры. На холодном двигателе импульс впрыс- .<а 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 топливного насоса, 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 дроссельной заслонки (по сигналу датчика положения дроссельной заслонки), а также за сигналом датчика абсолютного давления 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 дроссельной заслонки).

Режим отключения подачи топлива при торможении двигателем. При торможении двигателем с включенной передачей и сцеп­лением ЭБУ может на короткие периоды вре­мени полностью отключить импульсы впрыска топлива. Отключение и включение подачи топлива в этом режиме происходит 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 катушках зажигания и длительности импульса впрыска.

Соответственно при возрастании напряже­ния аккумуляторной батареи (или напряжения в бортовой сети автомобиля) ЭБУ уменьшает время накопления энергии в катушках 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, в случае если ЭБУ не полу­чает опорные импульсы отдатчика 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 оборо тах.

Электронный блок управления (ЭБУ, контроллер) двигателем расположен в центральной части короба воздухопритока и представляет собой управляющий центр электронной системы управления двигате­лем. Он непрерывно обрабатывает инфор­мацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность от­работавших газов и эксплуатационные пока­затели автомобиля.

В ЭБУ поступает следующая информация:

- положение и частота вращения коленча­того вала;

- положение распределительного вала;

- температура охлаждающей жидкости;

- температура и давление всасываемого воздуха;

- положение педали акселератора;

- положение дроссельной заслонки;

- содержание кислорода в отработавших газах;

наличие детонации в двигателе;

- скорость автомобиля;

напряжение в бортовой сети автомобиля;

• запрос на включение кондиционера.

На основе полученной информации ЭБУ уп­равляет следующими системами и приборами;

подачей топлива (форсунками и топлив­ным насосом);

подачей воздуха (степенью открытия дроссельной заслонки);

- системой зажигания;

- адсорбером системы улавливания паров бензина;

вентилятором системы охлаждения дви­гателя;

муфтой компрессора кондиционера;

- системой диагностики.

ЭБУ включает выходные цепи (форсунки, различные реле и пр.) путем замыкания их на «массу» через выходные транзисторы. Един­ственное исключение - цепь реле топливного насоса. Топливный насос подключается через силовое реле. В свою очередь, обмоткой ре­ле управляет ЭБУ посредством замыкания одного из выводов на «массу».

ЭБУ оснащен встроенной системой диа­гностики. Он может распознавать неполадки в работе ЭСУД, предупреждая о них водителя через сигнализатор неисправности в системе управления двигателем. Кроме того, ЭБУ хра­нит диагностические коды, указывающие на неисправность конкретного элемента систе­мы и характер этой неисправности, чтобы по­мочь специалистам в проведении диагности­ки и ремонта.

Диагностический разъем служит для об­мена данными с ЭБУ и расположен с левой стороны под панелью приборов. 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.

В ЭБУ заложены следующие типы 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 др., которые зависят от массы автомобиля, типа и мощности двига­теля, передаточных чисел трансмиссии и дру­гих факторов. ППЗУ называют еще запомина­ющим устройством калибровок. Содержимое ППЗУ не может быть изменено после програм­мирования. Эта память не нуждается в i шании 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 блока 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 контроллера. Эта память энергозависи­мая 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 временною 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,

о наличии которых указывает сигнализатор системы управления двигателем;

время работы двигателя с неисправным датчиком детонации:

- время работы двигателя с неисправными датчиками 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 является энергонезависимой памя­тью и может хранить информацию без подачи питания на контроллер.

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.

Датчик установлен в задней части блока ци­линдров двигателя напротив задающего дис­ка на коленчатом валу. Задающий диск пред­ставляет собой зубчатое колесо с 58 пазами, 57 из которых расположены с интервалом 6'. Последний паз выполнен более широким для создания импульса синхронизации («опорно­го» импульса), который необходим для согла­сования работы блока управления с ВМТ пор­шней в 1-м и 4-м цилиндрах.

При вращении коленчатого вала меняется магнитное поле датчика, наводя импульсы на­пряжения переменного тока. Блок управления по сигналам датчика определяет частоту вра­щения коленчатого вала и выдает импульсы на управление двигателем.

Неисправность этого датчика вызывает полный отказ системы управления двигате­лем: при отсутствии его сигнала двигатель пу­стить невозможно.

Датчик абсолютного давления во впу­скной трубе преобразует разрежение в этой трубе в электрическое напряжение, по значе­нию которого ЭБУ определяет нагрузку двига­теля. Датчик установлен на впускной трубе и соединен с ее полостью резиновой трубкой. Выходное напряжение датчика изменяется в соответствии с давлением во впускной тру­бе - от 4,9 В (при полностью открытой дрос­сельной заслонке) до 0,3 В (при закрытой за­слонке). 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.

Датчик температуры всасываемого воздуха ввернут в отверстие воздухоподво­дящего рукава возле воздушного фильтра. Датчик представляет собой термистор с от­рицательным гем1 юратурным коэффициентом сопротивления. По информации о температу­ре воздуха от датчика контроллер регулирует количество впрыскиваемого топлива.

У датчика температуры воздуха проверяют сопротивление на выводах датчика при раз­личных температурных режимах.

Датчик фазы установлен в передней части головки блока цилиндров между зубчатыми шкивами распределительных валов. Принцип его действия основан на эффекте Холла. Дат­чик определяет ВМТ такта сжатия поршня 1 -го цилиндра. Сигнал датчика используется кон­троллером для организации фазированного впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров. При возникновении неис­правности цепи контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор систе­мы управления двигателем.

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в правой части голо­вки блока цилиндров между первым и вто­рым цилиндрами. Датчик представляет со­бой термистор с отрицательным темпера­турным коэффициентом: электрическое сопротивление датчика уменьшается с по­вышением температуры. ЭБУ обрабатывает сигнал датчика и устанавливает оптималь­ное обогащение рабочей смеси при про­греве двигателя.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ, ИХ ПРИЧИНЫ И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ

Электронный блок питает цепь датчика тем­пературы постоянным «опорным» напряжени­ем. Напряжение сигнала датчика максималь­но, когда воздух во впускной трубе 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 детонации прикреплен к верхней части блока цилиндров, улавливает ано­мальные вибрации (детонационные удары) в двигателе.

Чувствительным элементом датчика являет­ся пьезокристаллическая пластинка. При де­тонации на выходе датчика генерируются им­пульсы напряжения, которые увеличиваются с возрастанием интенсивности детонацион­ных ударов. Контроллер по сигналу датчика регулирует опережение зажигания для устра­нения детонационных вспышек топлива.

Датчик положения дроссельной заслон­ки (ДПДЗ) установлен сбоку на дроссельном узле (под крышкой) и связан с осью дроссель­ной заслонки.

Он представляет собой потенциометр, на один конец которого подается «плюс» на­пряжения питания (5 В), другой его конец со­единен с «массой». С третьего вывода потен­циометра (от ползунка) идет выходной сигнал к ЭБУ. Когда дроссельная заслонка поворачи­вается (от воздействия на педаль управления), изменяется напряжение на выходе даника. При закрытой дроссельной заслонке оно ниже

0, 5 В. Когда заслонка открывается, напряже­ние на выходе датчика растет и при полностью открытой заслонке должно быть более 4 В. От­слеживая выходное напряжение датчика, ЭБУ корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки (т.е. по желанию водителя). ДПДЗ не требует регу­лировки, так как электронный блок восприни­мает холостой ход (т.е. полное закрытие дрос­сельной заслонки) как нулевую отметку.

При отказе датчика дроссельной заслонки ЭБУ заносит в память код неисправности

датчика, включает контрольную лампу систе­мы управления двигателем и рассчитывает предполагаемое значение угла открытия дроссельной заслонки по частоте вращения коленчатого вала и по сигналам датчиков температуры и абсолютного давления возду­ха во впускной трубе.

Управляющий датчик концентрации кислорода применяется в системе впрыска с обратной связью и установлен в выпускном коллекторе. 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 noTei ри­алов 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.