Электронная система управления двигателем автомобиля

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

Система управления двигателем (ЭСУД) – это электронная система, задача которой обеспечить правильную работу одной и более систем двигателя. Электронная система управления двигателем – это своеобразный компьютер, который отвечает за контроль и выполнение необходимых задач для правильного функционирования. Толчок в развитии электронная система управления получила благодаря поиску и решению технических задач системы впрыска и системы зажигания. Но в процессе совершенствования, электронная система управления отвечает не только за работу вышеупомянутых систем, но и управляет топливной системой, системой охлаждения, системой впуска топливной смеси и выпуска отработавших газов, системой тормозов, системой улавливания паров бензина и др.

Электронный блок управления считывает данные с различных датчиков двигателя и управляет его системами. Контроль работы двигателя и управление его системами позволяет работать в оптимальном режиме и сохранять требуемые нормы токсичности и расхода топлива. Лидирующие позиции в производстве электронных систем управления занимают компании Bosch и General Motors.

Устройство электронной системы управления двигателем

1– адсорбер; 2- запорный клапан системы управления паров бензина; 3 – датчик давления во впускном коллекторе; 4 – топливный насос высокого давления; 5 – датчик давления топлива в контуре низкого давления; 6 – датчик давления топлива в контуре высокого давления; 7 – форсунка впрыска; 8 – клапан регулирования фаз газораспределения; 9 – катушка зажигания; 10 – датчик Холла; 11 – датчик температуры воздуха на впуске; 12 – блок управления дроссельной заслонкой с датчиком положения; 13 – управляющий клапан системы рециркуляции отработавших газов; 14 – потенциометр заслонки впускного коллектора; 15 – датчик детонации; 16 – датчик частоты вращения коленчатого вала; 17 – кислородный датчик; 18 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 19 – блок управления; 20 – диагностический интерфейс; 21 – датчик положения педали акселератора; 22 – топливный насос; 23 – кислородный датчик; 24 – датчик температуры отработавших газов; 25 – датчик оксидов азота.

Как работает электронная система управления двигателем

Принцип работы электронной системы управления двигателем заключается в комплексном управлении величины крутящего момента двигателя. Если говорить проще, система управления двигателем регулирует величину крутящего момента в зависимости от режима работы двигателя.

Изменение величины крутящего момента производиться путем регулирования наполнения цилиндров воздухом и регулированием угла опережения зажигания.

Электронная система управления двигателем (ЭСУД)

Так уж сложилось, что прогресс никогда не стоит на месте. И в погоне за лучшими показателями экономичности и мощности двигателей внутреннего сгорания (ДВС), автомобильным инженерам приходится придумывать новые системы, которые смогли бы оптимизировать работу двигателя до необходимых значений. Не забывая при всем при этом, укладываться в современные нормы токсичности отработавших газов.

Назначение систем управления двигателем

Если выразиться проще, то главным условием для лучшей работы двигателя, является точное дозирование топливовоздушной смеси, в зависимости от условий работы двигателя. То есть, в нужный момент времени при работе двигателя, необходимо подать точное количество топлива вместе с воздухом и в нужный момент воспламенить его, для получения хороших показателей мощности, топливной экономичности и норм токсичности. Этот момент, является основополагающим при совершенствовании систем управления двигателем.

В прошлом веке, автопроизводители в основном совершенствовали эти системы механическим путем. Пытались модернизировать систему зажигания, поплавковыми камерами карбюраторов регулировали подачу топлива, но все эти попытки оказались тщетны.

Единственно правильным путем оптимизации работы двигателя было создание электронной системы управления двигателем (ЭСУД). Эту систему сейчас используют абсолютно на всех современных автомобилях.

ЭСУД состоит из датчиков, электронного блока управления (ЭБУ), и исполнительных механизмов. То есть ЭСУД нельзя назвать просто компьютером или как его еще называют “инжектором”, так как это в первую очередь система, в которой каждый участник выполняет свою определенную роль.

ЭСУД на разных автомобилях могут отличаться друг от друга, по типу работы датчиков, либо исполнительных механизмов. Но суть всегда остается одной, ЭБУ собирает информацию со всех датчиков о текущем состоянии работы двигателя(положение коленчатого вала, положение и скорость открытия дроссельной заслонки и т.д.), в том числе о намерениях водителя, после чего на основе своего программного обеспечения создает управляющий сигнал на исполнительные механизмы (на топливные форсунки, электробензонасос (ЭБН), регулятор холостого хода (РХХ) и т.д.).

Из чего состоит система управления двигателем

Рассмотрим вкратце каждый датчик:

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) – является одним из основных датчиков, ЭБУ с его помощью синхронизирует положение коленчатого вала и распределительных валов двигателя. При его неисправности автомобиль либо вообще не заводится, либо на некоторых марках автомобилей заводится, но работает в аварийном режиме и соответственно автомобиль не развивает своей полной мощности.

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ) – используется для определения положения распределительного вала, соответственно так же как и ДПКВ, участвует в синхронизации коленчатого вала и распределительного вала. Нужен для осуществления фазированного впрыска.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) – отслеживает угловое положение дроссельной заслонки и преобразует его в сигнал постоянного напряжения. Используется для стабилизации всех режимов работы двигателя, от холостого хода до полной нагрузки.

Датчик кислорода (ДК) – определяет количество кислорода в выхлопных газах, после чего ЭБУ корректирует подачу топлива пытаясь достичь стехиометрической смеси.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) – один из основных датчиков, измеряет количество воздуха которое попадает в двигатель. На основе этого параметра определяется необходимое количество топлива для соответствующего режима работы двигателя.

Датчик положения педали сцепления – его основная функция заключается в том, что он снижает рывки при переключении передач.

Датчик положения педали тормоза – используется для переключения режимов АКПП и для системы ABS.

Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (ДАД либо MAP) – как правило используется либо он, либо ДМРВ. Назначение у них одинаковое, отличие в принципе работы. МАР измеряет величину разрежения во впускном коллекторе, и на основе этого ЭБУ делает выводы о расходе воздуха в двигателе.

Датчик детонации – определяет в двигателе детонацию, и смещает при необходимости угол опережения зажигания в более раннюю сторону, т.е. искра на контактах свечи зажигания появляется немного раньше во избежание детонации.

Из исполнительных механизмов стоит отметить:

Регулятор холостого хода (РХХ) – здесь название говорит само за себя, регулирует холостой ход при закрытой дроссельной заслонке.

Топливные форсунки – в момент подачи электрического сигнала от ЭБУ, подают топливо в двигатель.

Катушка зажигания – также в необходимый момент принимает электрический сигнал от ЭБУ, и подает электрический разряд высокого напряжения на свечи зажигания.

Клапан фазорегулятора – на определенных режимах работы двигателя, получает сигнал на смещение шестерни распределительного вала, для получения более высоких показателей мощности двигателя.

Электронный дроссельный узел – применяется в паре с электронной педалью акселератора , в котором присутствует электрический мотор изменяющий угол открытия дроссельной заслонки, при его наличии отсутствуют такие компоненты как РХХ и ДПДЗ, так как они встроены в данный узел.

Ну и наконец, электронный блок управления (ЭБУ) – это так называемые “мозги” системы управления двигателем, именно он определяет какое количество топлива подать в цилиндры двигателя, в определенный момент времени.

Это конечно же не полный список по всем компонентам системы управления двигателем, но наличие каждой из этих деталей является важным условием правильной работы двигателя, более подробно мы их рассмотрим в отдельных статьях.

Электронная система управления двигателем автомобиля

ЭСУД — это электронная система управления двигателем. Так же, как существуют много разновидностей двигателей, также и существуют разные виды ЭСУД, устанавливаемые на все виды современных автомобилей серийного производства.

Принцип работы ЭСУД

Электронная система управления ДВС, он же компьютер принимает и считывает показатели с различных датчиков мотора и «говорит» исполнительным узлам и механизмам, что делать при таких полученных данных.

Цель существования ЭСУД — это постоянный подбор оптимального режима работы двигателя при котором создается оптимальная норма расхода топлива и выбросы выхлопных газов будут соответствовать требованиям современным стандартам экологов.

Разберем ЭСУД ВАЗ инжекторных модификаций

На российские автомобили ВАЗ устанавливаются электронные системы управления фирм Bosch, General Motors, отечественного производителя СУД.

Иностранного производства ЭСУД не ремонтируются, они не взаимозаменяемы и не ремонтопригодны. В российских ЭСУД можно заменить внутренние детали.

Классификация контроллеров управления мотором

На машины ВАЗ устанавливают следующие типы и виды контроллеров:

• Январь 5 (Россия);
• М 1.5.4 (Bosch);
• МР 7.0 (Bosch).

Эти виды контроллеров не взаимозаменяемы. Есть система с нейтрализатором, есть без. Для системы без нейтрализатора подходит М 1.5.4, но он не подойдет для системы с нейтрализатором.

Контроллер МР 7.0 для системы ЕВРО-2 не подходит для автомобиля с двигателем ЕВРО-3. Контроллер МР 7.0 для системы ЕВРО-3 можно установить для авто ЕВРО-2 только после перепрошивки программного обеспечения контроллера.

Системы впрыска делятся на:

• фазированные;
• не фазированные.

В не фазированных системах впрыск топлива происходит или одновременно всеми форсунками, или парами.

В фазированных системах впрыск топлива происходит форсунками последовательно.

Нормы токсичности

После создания транспортной техники, начали появляться нормы по защите окружающей среды. Стандарты по количествам выбросов выхлопных газов получили название ЕВРО-0, -1, -2, -3, -4, -5.

Автомобили с большой долей выбросов вредных веществ, то есть класса ЕВРО-0, не содержат в своей конструкции нейтрализаторы, системы улавливания паров бензина, датчиков кислорода (О2).

По внешнему виду конструкции двигателя можно отличить автомобиль с ДВС ЕВРО 3 от ЕВРО 2. В конструкции машины ЕВРО-3 устанавливаются два датчика кислорода в выпускную систему. В конструкции ЕВРО-2 такой датчик один. Также отличаются по наличию датчика неровной дороги и внешней форме адсорбера.

Термины по теме ЭСУД

Контроллер — основа электронной системы управления. Считывает данные с датчиков о режиме работы ДВС. Производит сложные вычисления и управляет исполнительными узлами и деталями.

ДМРВ — это датчик массового расхода воздуха, который преобразует значение воздуха, который поступил в рабочие камеры цилиндров в электрических сигнал.

Датчик скорости — занимается преобразованием значения скорости движения автомобиля в электросигнал.

Датчик кислорода — преобразует значение концентрации кислорода в отработанных газах после нейтрализатора в электрический сигнал.

Датчик кислорода управляющий — преобразует значение кислорода в отработанных газах до нейтрализатора в электрический сигнал.

Датчик неровной дороги — занимается преобразованием значения вибрации кузова в электроимпульс.

Датчик фаз — передает информацию контроллеру в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) на такте сжатия.

Датчик температуры ОЖ — преобразует температуру антифриза, тосола, воды в электрический импульс.

Датчик положения коленчатого вала двигателя — преобразует угловое положение коленвала в электрический импульс.

Датчик положения дроссельной заслонки — преобразует значение угла закрытия дроссельной заслонки в элетросигнал.

Датчик детонации — преобразует значение механических шумов в электросигнал.

Модуль зажигания — занимается накапливанием энергии для воспламенения смеси в камере сгорания цилиндров ДВС и держит высокое напряжения на электродах свечей зажигания.

Форсунка — занимается подачей топлива в определенных пропорциях.

Регулятор давления топлива (РДТ) — держит постоянное давление в подающей магистрали топлива.

Адсорбер — элемент, который улавливает пары бензина.

Модуль бензонасоса — держит избыточное давление в топливной магистрали.

Клапан продувки адсорбера — обеспечивает улавливание и продувку паров бензина.

Топливный фильтр — фильтр тонкой очистки занимается улавливанием механических примесей топлива.

Нейтрализатор — элемент системы впрыска для уменьшения токсичности. Вредные вещества нейтрализуются и превращаются в АЗОТ, ВОДУ и ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА.

Диагностическая лампа — относится к элементам бортовой диагностики, занимается информированием водителя о неполадках ЭСУД.

Диагностический разъем — служи для подключения оборудования диагностики авто через ноутбук, планшет или телефон.

Регулятор холостого хода — поддерживает холостой ход в оптимальном режиме, регулируя подачу воздуха в двигатель на холостом ходу.

Видео

В этом видео разбирается, что такое ЭСУД, инжектор это или нет, и т.д.

ЭСУД: что это такое в автомобиле

Одним из главных элементов современного автомобиля является ЭСУД – электронная система управления двигателем. Именно она обеспечивает работу двигателя в оптимальном режиме мощности и, потребления топлива, кроме того, на нее возложена функция управления многочисленными функциями и рабочими процессами, протекающими в автомобиле. В общем смысле ЭСУД представляет собой компьютер ДВС, в котором обрабатываются показания датчиков и в соответствии с ними подаются те или иные команды на прочие системы и агрегаты. Однако это определение слишком общее, поэтому для понимания сущности и роли данного элемента следует разобраться в тонкостях его работы.

Что такое ЭСУД в автомобиле

Данная система объединяет в себе большое количество различных компонентов:

• датчики и подсистемы, фиксирующие показания и рабочее состояние различных агрегатов двигателя;
• передающие провода;
• электронный блок управления – центральный элемент ЭСУД и своеобразный «мозг» автомобиля, в котором данные, получаемые с датчиков, обрабатываются и интерпретируются.

Необходимость внедрения электронной системы управления рабочими параметрами двигателя стала очевидной в процессе оптимизации процессов зажигания и впрыска – механическая регулировка и контроль не обеспечивали достаточной точности и эффективности, в результате чего КПД использовавшихся ранее ДВС был низким. На современных же моделях широко используются электронные контрольные модули, которые отвечают не только за вышеназванные параметры, но и за многие другие: впуск топливной смеси в цилиндры, охлаждение двигателя, выпуск отработанных газов, улавливание паров бензина и т.д.

Как правило, ЭСУД объединяется в единый комплекс с другими системами автомобиля, включая блок управления КПП, рулевой электроуситель, ABS, систему активной безопасности и т.д.

Из чего состоит ЭСУД

В состав электронной системы управления двигателем входят самые разные компоненты, в совокупности обеспечивающие комплексную регулировку рабочих параметров ДВС. К основным ее элементам относятся следующие:

• электронный контроллер – основная часть всей системы, именно здесь анализируются показания датчиков, проводятся вычисления и формируются команды исполнительным агрегатам и подсистемам;
• датчик массового расхода воздуха – фиксирует количество поступающего в цилиндры воздуха и в соответствии с этими данными изменяет объем подаваемого топлива;
• датчик скорости – фиксирует текущую скорость и преобразует полученное значение в электронный сигнал;
• кислородные датчики – определяет количество кислорода в выхлопных газах до и после стадии нейтрализации;
• датчик неровной дороги – важный элемент современных электронных подвесок, анализирует силу вибрации кузова и преобразует полученное значение в сигнал;
• датчик фаз – подает на контроллер сигнал при поднятии первого поршня в высшую точку на такте сжатия;
• датчик температуры жидкости в системе охлаждения;
• датчик положения коленчатого вала – фиксирует величину угла при повороте вала;
• датчик дроссельной заслонки – определяет угол открытия заслонки;
• датчик детонации – определяет интенсивность детонационных процессов в двигателе по уровню поступающих шумов;
• модуль зажигания – в нем аккумулируется энергия, необходимая для поджигания топливовоздушной смеси, а также обеспечивает требуемое напряжение свечей;
• форсунки – отвечают за распределение топлива между цилиндрами;
• регулятор топливного давления – поддерживает требуемое давление при подаче топлива;
• модуль бензонасоса – отвечает за избыточное давление в питающей двигатель системе;
• адсорбер – необходим для улавливания бензиновых испарений;
• нейтрализатор – уменьшает токсичность выхлопа двигателя за счет каталитических реакций;
• датчик холостого хода – регулирует питание двигателя при холостой работе;
• диагностический сигнал – лампа на приборной панели, загорание которой свидетельствует о той или иной неисправности в работе двигателя;
• диагностический интерфейс – позволяет подключать к ЭСУД специализированное диагностическое оборудование.

Как видно, электронная система управления двигателем включает в себя внушительное количество самых разных датчиков и регуляторов. При этом все поступающие с них данные анализируются в едином электронном блоке, который представляет собой полноценный микрокомпьютер.

Читайте также: Что такое CAN шина в автомобиле и для чего она нужна.

Какие задачи выполняет ЭСУД

Большое количество компонентов, входящий в состав электронной системы управления, обусловливает и широкое разнообразие выполняемых ей задач. По большому счету, она полностью управляет работой двигателя, оперативно изменяет его параметры и фиксирует его состояние. К наиболее важным функциям ЭСУД можно отнести следующие:

• расчет оптимального объема топлива и момента его подачи в камеру сгорания;
• определение момента генерации искры, воспламеняющей ТВС;
• регулировка угла опережения зажигания;
• контроль положения коленвала;
• самодиагностика системы, всех ее подсистем и исполнительных механизмов.

Все элементы ЭСУД работают в комплексе, что позволяет достигать оптимальной производительности мотора. Если в ходе диагностики выявляются какие-либо неисправности, то на экран либо приборную панель выводится соответствующее уведомление. Если обнаруженные нарушения создают угрозу двигателю и автомобилю в целом, то система управления отдает команду на его отключение. Если поломка не такая серьезная, то можно временно продолжать движение – но в любом случае нужно как можно скорее обратиться на автосервис.

Для определения действительной неисправности необходимо использовать специальное диагностическое оборудование. При подключении к соответствующему разъему оно считает информацию, расшифрует код ошибки и предоставит точные сведения о выявленной неполадке.

В этом выражается еще одна важная функция ЭСУД – сокращение затрат времени и денег на ремонтные работы. Работникам СТО будет достаточно только получить код ошибки, после чего можно сразу же приступать к устранению поломки.

Читайте также: Что такое Что такое инжектор в автомобиле и как он устроен.