Особенности конструкции системы управления двигателем Hyundai Solaris

Система управления двигателем состоит из электронного блока управления (ЭБУ), датчиков параметров работы двигателя и автомобиля, а также исполнительных устройств.

ЭБУ представляет собой мини-компьютер специального назначения.
В его состав входят оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).
ОЗУ используется микропроцессором для временного хранения текущей информации о работе двигателя (измеряемых параметров) и расчетных данных. Из ОЗУ блок управления двигателем берет исходные данные для обработки. В ОЗУ записываются также коды возникающих неисправностей. Эта память энергозависима, т. е. при прекращении электрического питания (отключении аккумуляторной батареи или отсоединении от ЭБУ колодки жгута проводов) ее содержимое стирается. ППЗУ хранит программу управления двигателем, которая содержит последовательность рабочих команд (алгоритмов) и калибровочных данных – настроек.

ППЗУ энергонезависимо, т. е. содержимое памяти не изменяется при отключении питания.

ЭБУ получает информацию от датчиков системы и управляет исполнительными устройствами, такими как топливный насос и форсунки, катушки зажигания, дроссельная заслонка, нагревательные элементы датчиков концентрации кислорода, клапан системы изменения фаз газораспределения, клапан продувки адсорбера, муфта компрессора кондиционера, вентилятор системы охлаждения.

Элементы электронной системы управления двигателем:

1 – электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения;

2* – форсунки;

3*– датчик давления хладагента;

4* – датчик давления рабочей жидкости гидроусилителя руля;

5 – катушки зажигания;

6* – управляющий датчик концентрации кислорода;

7* – диагностический датчик концентрации кислорода;

8* – клапан продувки адсорбера;

9* – датчик скорости автомобиля;

10* – датчик положения педали «газа»;

11* – сигнализатор неисправности системы управления двигателем;

12* – датчик положения педали тормоза;

13* – датчики положения педали сцепления;

14* – колодка диагностики (диагностический разъем);

15* – электронный блок управления;

16 – аккумуляторная батарея;

17 – монтажный блок предохранителей и реле в моторном отсеке;

18* – датчик температуры охлаждающей жидкости;

19* – датчик положения распределительного вала;

20* – блок управления дроссельным узлом;

21* – датчик положения коленчатого вала;

22* – датчик абсолютного давления и температуры воздуха на впуске;

23* – датчик детонации.

Примечание:

*Элемент на фото не виден.

Схема электронной системы управления двигателем:

1 – аккумуляторная батарея;

2 – выключатель зажигания;

3 – главное реле системы управления двигателем;

4 – ЭБУ;

5 – топливная рампа с форсунками;

6 – катушки зажигания;

7 – колодка диагностики;

8 – датчик положения педали «газа»;

9 – комбинация приборов;

10 – реле компрессора кондиционера;

11 – выключатель кондиционера;

12 – датчик давления хладагента кондиционера;

13 – электромагнитная муфта компрессора кондиционера;

14 – клапан системы изменения фаз газораспределения;

15 – датчик положения коленчатого вала;

16 – датчик скорости автомобиля;

17 – управляющий датчик концентрации кислорода;

18 – датчик давления рабочей жидкости гидроусилителя рулевого управления;

19 – датчик положения конца хода педали сцепления;

20 – датчик положения начала хода педали сцепления;

21 – блок управления дроссельным узлом;

22 – датчик положения распределительного вала;

23 – датчик температуры охлаждающей жидкости;

24 – клапан продувки адсорбера;

25 – реле низкой скорости вентилятора системы охлаждения;

26 – реле высокой скорости вентилятора системы охлаждения;

27 – вентилятор системы охлаждения;

28 – датчик положения педали тормоза;

29 – диагностический датчик концентрации кислорода;

30 – датчик детонации;

31 – датчик абсолютного давления и температуры воздуха на впуске;

32 – реле топливного насоса;

33 – топливный модуль.

Электронный блок управления закреплен на кронштейне позади аккумуляторной батареи (для наглядности аккумуляторная батарея снята).

Расположение электронного блока управления.

Кроме подвода напряжения питания к датчикам и управления исполнительными устройствами ЭБУ выполняет диагностические функции системы управления двигателем (бортовая система диагностики) – определяет наличие неисправностей элементов в системе, включает сигнализатор неисправности в комбинации приборов и сохраняет в своей памяти коды неисправностей. При обнаружении неисправности, во избежание негативных последствий (прогорание поршней из-за детонации, повреждение каталитического нейтрализатора в случае возникновения пропусков воспламенения топливовоздушной смеси, превышение предельных значений по токсичности отработавших газов и пр.), ЭБУ переводит систему на аварийные режимы работы.

Суть их состоит в том, что при выходе из строя какого-либо датчика или его цепи блок управления двигателем применяет замещающие данные, хранящиеся в его памяти.

Электронный блок управления.

Сигнализатор неисправности системы управления двигателем расположен в комбинации приборов.

Если система исправна, то при включении зажигания сигнализатор должен загореться – таким образом, ЭБУ проверяет исправность сигнализатора и цепи управления.

После пуска двигателя сигнализатор должен погаснуть, если в памяти ЭБУ отсутствуют условия для его включения. Включение сигнализатора при работе двигателя информирует водителя о том, что бортовая система диагностики обнаружила неисправность, и дальнейшее движение автомобиля происходит в аварийном режиме. Запрещается эксплуатация автомобиля с постоянно горящим или мигающим сигнализатором в комбинации приборов.

Допускается самостоятельное движение автомобиля (при этом могут ухудшиться некоторые параметры работы двигателя – мощность, приемистость, экономичность) до СТО для устранения неисправности. Если неисправность носила временный характер, ЭБУ выключит сигнализатор после трех пусков двигателя. Коды неисправностей (даже если сигнализатор погас) остаются в памяти блока и могут быть считаны с помощью специального диагностического прибора – сканера, подключаемого к колодке диагностики.

Сигнализатор системы управления двигателем.

Колодка диагностики (диагностический разъем) расположена в салоне автомобиля на панели приборов слева – закреплена на кронштейне монтажного блока предохранителей и реле.

При удалении кодов неисправностей из памяти электронного блока с помощью диагностического прибора сигнализатор неисправности в комбинации приборов гаснет.

Датчики системы управления выдают ЭБУ информацию о параметрах работы двигателя и автомобиля, на основании которых он рассчитывает момент, длительность и порядок открытия топливных форсунок, момент и порядок искрообразования.

Колодка диагностики.

Датчик положения коленчатого вала расположен на передней стенке поддона картера слева.

Расположение датчика коленчатого вала.

Датчик выдает блоку управления информацию о частоте вращения и угловом положении коленчатого вала.
Датчик – индуктивного типа реагирует на прохождение вблизи своего сердечника зубьев задающего диска, закрепленного на коленчатом валу, рядом с пятой коренной шейкой коленчатого вала два зуба задающего диска срезаны, образуя широкий паз.

При прохождении этого паза мимо датчика в нем генерируется так называемый «опорный» импульс синхронизации. При вращении задающего диска изменяется магнитный поток в магнитопроводе датчика – в его обмотке наводятся импульсы напряжения переменного тока. По количеству и частоте этих импульсов ЭБУ рассчитывает фазу и длительность импульсов управления форсунками и катушками зажигания.

При отсутствии сигнала с датчика положения коленчатого вала главное реле системы управления не включается и топливо не подается в цилиндры двигателя.

Датчик положения коленчатого вала.

Датчик положения распределительного вала закреплен на передней стенке головки блока цилиндров слева (для наглядности показано на снятой топливной рампе).

Расположение датчика положения распределительного вала.

Сигнал датчика ЭБУ использует для согласования процессов впрыска топлива в соответствии с порядком работы цилиндров (фазированный впрыск топлива) и для управления электромагнитным клапаном системы изменения фаз газораспределения.

Принцип действия датчика основан на эффекте Холла (магниторезистивный эффект). Для определения положения поршня 1-го цилиндра во время такта сжатия датчик реагирует на прохождение задающего диска, расположенного на хвостовике распределительного вала впускных клапанов, и выдает ЭБУ импульс напряжения низкого уровня (около 0 В). На основании выходных сигналов датчиков положения коленчатого и распределительного валов ЭБУ устанавливает угол опережения зажигания и цилиндр, в который следует подать топливо. При выходе из строя датчика фаз или его цепей ЭБУ переходит в режим не фазированного впрыска топлива.

Датчик положения распределительного вала.

К корпусу дроссельного узла прикреплен блок управления дроссельной заслонкой, который состоит из электродвигателя постоянного тока с редуктором и датчика положения заслонки.

Блок управления дроссельной заслонкой.

ЭБУ принимает входной сигнал от датчика положения педали «газа» и, в свою очередь, передает управляющий сигнал блоку управления дроссельной заслонкой, который с помощью электродвигателя и редуктора поворачивает вал заслонки на требуемый угол.

Датчик положения дроссельной заслонки предназначен для обратной связи с ЭБУ, чтобы компенсировать такие факторы, как нагарообразование на элементах дроссельного узла и их износ.

Педаль привода дроссельной заслонки.

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в выпускном патрубке головки блока цилиндров.

Расположение датчика температуры охлаждающей жидкости.

Стержень датчика омывается охлаждающей жидкостью, выходящей из рубашки охлаждения головки блока цилиндров.

Датчик представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом, т. е. его сопротивление уменьшается при повышении температуры. ЭБУ подает на датчик стабилизированное напряжение и по падению напряжения на датчике рассчитывает температуру охлаждающей жидкости, значения которой используются для корректировки подачи топлива и угла опережения зажигания.

Датчик температуры охлаждающей жидкости.

Комбинированный датчик абсолютного давления и температуры воздуха на впуске, включающий в себя два датчика (давления и температуры), закреплен на ресивере впускного трубопровода (для наглядности показано на снятом дроссельном узле).

Расположение комбинированного датчика абсолютного давления и температуры воздуха.

Датчик абсолютного давления оценивает изменения давления воздуха в ресивере впускного трубопровода, которые зависят от нагрузки на двигатель и частоты вращения коленчатого вала, и преобразовывает их в выходные сигналы напряжения.
Чувствительный элемент датчика – кремниевый, диафрагменного типа.
Выходное напряжение датчика изменяется прямо пропорционально разнице приложенных к нему давлений.

По сигналам датчика ЭБУ определяет количество воздуха, поступившего в двигатель, и рассчитывает требуемое количество топлива. Для подачи большего количества топлива при большом угле открытия дроссельной заслонки (разрежение во впускном трубопроводе незначительное) ЭБУ увеличивает время работы топливных форсунок. При уменьшении угла открытия дроссельной заслонки разрежение во впускном трубопроводе увеличивается и ЭБУ, обрабатывая сигнал, сокращает время работы форсунок. Датчик абсолютного давления воздуха позволяет ЭБУ вносить коррективы в работу двигателя при изменении атмосферного давления в зависимости от высоты над уровнем моря. Датчик температуры воздуха представляет собой терморезистор, который изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры воздуха. ЭБУ подает на датчик стабилизированное напряжение и измеряет изменение в уровне сигнала для определения температуры впускного воздуха. Уровень сигнала высокий, когда воздух в трубопроводе холодный, и низкий, когда воздух горячий. Информацию, полученную от датчика, ЭБУ учитывает при расчете расхода воздуха для коррекции подачи топлива и угла опережения зажигания.

Комбинированный датчик абсолютного давления и температуры воздуха.

Датчик детонации закреплен на передней стенке блока цилиндров под впускным трубопроводом – между 2 и 3 цилиндрами. Датчик реагирует на высокочастотные колебания блока цилиндров, возникающие при детонационном сгорании топлива.

Расположение датчика детонации.

Пьезокерамический чувствительный элемент датчика детонации генерирует сигнал переменного напряжения, амплитуда и частота которого соответствуют параметрам, вибраций стенки блока цилиндров двигателя. При возникновении детонации амплитуда вибраций определенной частоты возрастает. При этом для подавления детонации ЭБУ корректирует угол опережения зажигания в сторону более позднего.

В системе управления применяются два датчика концентрации кислорода – управляющий и диагностический.

Датчик детонации.

Управляющий датчик концентрации кислорода установлен в катколлекторе системы выпуска отработавших газов – до каталитического нейтрализатора.

Расположение управляющего датчика концентрации кислорода.

Управляющий датчик концентрации кислорода представляет собой гальванический источник тока, выходное напряжение которого зависит от концентрации кислорода в окружающей датчик среде. По сигналу о наличии кислорода в отработавших газах от датчика, ЭБУ корректирует подачу топлива форсунками так, чтобы состав рабочей смеси был оптимальным для эффективной работы каталитического нейтрализатора отработавших газов.

Кислород, содержащийся в отработавших газах, после вступления в химическую реакцию с электродами датчика создает разность потенциалов на выходе датчика, изменяющуюся приблизительно от 0,1 В до 1,0 В.

При низком уровне сигнала напряжение на выходе датчика составляет 0,1–0,4 В, что соответствует бедной смеси (более высокое содержание кислорода в отработавших газах), а при высоком уровне сигнала напряжение на выходе датчика равно 0,6–1,0 В, что соответствует богатой смеси (низкое содержание кислорода). Когда датчик находится в холодном состоянии, выходной сигнал датчика отсутствует, т. к. его внутреннее сопротивление в этом состоянии очень высокое – несколько МОм (система управления двигателем работает по разомкнутому контуру). Для нормальной работы датчик концентрации кислорода должен иметь температуру не ниже 370 °C. С целью быстрого прогрева датчика после пуска двигателя в датчик встроен нагревательный элемент, которым управляет ЭБУ.

По мере прогрева сопротивление датчика падает, и он начинает генерировать выходной сигнал. Тогда ЭБУ начинает учитывать сигнал датчика концентрации кислорода для управления топливоподачей в режиме замкнутого контура.
Датчик концентрации кислорода может быть «отравлен» в результате применения этилированного бензина или использования при сборке двигателя герметиков, содержащих в большом количестве силикон (соединения кремния) с высокой летучестью. Испарения силикона могут попасть через систему вентиляции картера в камеру сгорания двигателя.

Присутствие соединений свинца или кремния в отработавших газах может привести к выходу датчика из строя.

В случае выхода из строя датчика или его цепей ЭБУ управляет топливоподачей по разомкнутому контуру.

Управляющий датчик концентрации кислорода.

Диагностический датчик концентрации кислорода установлен после каталитического нейтрализатора в промежуточной трубе системы выпуска отработавших газов (для наглядности показано на снятой промежуточной трубе).

Расположение диагностического датчика концентрации кислорода.

Принцип работы диагностического датчика такой же, как и у управляющего датчика концентрации кислорода. Главной функцией датчика является оценка эффективности работы каталитического нейтрализатора отработавших газов и осуществление второго, более точного контроля обогащения топливовоздушной смеси.

Сигнал, генерируемый датчиком, указывает на наличие кислорода в отработавших газах после каталитического нейтрализатора. Если каталитический нейтрализатор работает нормально, показания диагностического датчика будут значительно отличаться от показаний управляющего датчика концентрации кислорода.

Диагностический и управляющий датчики концентрации кислорода невзаимозаменяемые.

Диагностический датчик концентрации кислорода.

Датчик скорости автомобиля установлен сверху на картере коробки передач. Датчик приводится от шестерни, установленной на коробке дифференциала. Принцип действия датчика скорости основан на эффекте Холла. Датчик выдает на ЭБУ прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес.

Количество импульсов датчика пропорционально пути, пройденному автомобилем. ЭБУ определяет скорость автомобиля по частоте импульсов.

Наряду с вышеперечисленными датчиками, для поддержания оптимальных режимов работы двигателя при разных условиях эксплуатации ЭБУ использует также сигналы от датчиков положения педали сцепления и тормоза, датчика давления жидкости гидроусилителя рулевого управления и датчика давления хладагента системы кондиционирования воздуха (на автомобилях с кондиционером).

Датчик скорости автомобиля.

Система зажигания входит в состав системы управления двигателем и состоит из индивидуальных для каждого цилиндра катушек зажигания и свечей зажигания.

Расположение катушек зажигания.

Высоковольтные провода в системе зажигания отсутствуют – наконечник катушки зажигания надевается непосредственно на свечу. В эксплуатации система не требует обслуживания и регулирования, за исключением замены свечей. Управление током в первичных обмотках катушек осуществляет ЭБУ (в зависимости от режима работы двигателя). Катушка зажигания неразборная, при выходе из строя её заменяют.

Катушки зажигания.

В двигатель устанавливают свечи зажигания NGK LZKR6Bили их аналоги других производителей. Размер шестигранника свечи под ключ – 16 мм. Зазор между электродами свечи составляет 1,0–1,1 мм.

Реле и предохранители системы управления двигателем расположены в двух монтажных блоках, установленных в моторном отсеке и салоне.

При обслуживании и ремонте системы управления двигателем всегда выключайте зажигание (в некоторых случаях необходимо отсоединить клемму провода от «минусового» вывода аккумуляторной батареи). При проведении сварочных работ на автомобиле отсоединяйте жгуты проводов системы управления двигателем от ЭБУ. Перед сушкой автомобиля в сушильной камере (после покраски) снимите ЭБУ. На работающем двигателе не отсоединяйте и не поправляйте колодки жгута проводов системы управления двигателем, а также клеммы проводов на выводах аккумуляторной батареи. Не пускайте двигатель, если клеммы проводов на выводах аккумуляторной батареи и наконечники «массовых» проводов на двигателе не закреплены или загрязнены.

Свечи зажигания NGK LZKR6B.

В статье не хватает:

• Качественных фото ремонта

Источник: http://carpedia.club/​