Управление двигателем

Управление двигателем

Подача и дозировка топлива, зажигание и контроль выхлопных газов в вашем автомобиле Polo соответствуют современному уровню техники. Эти задачи берут на себя управляемые компьютером системы, гармонично функционирующие вместе с системой впрыска топлива.

Процессор, на котором базируется управление двигателем, предварительно запрограммирован универсальными характеристиками и, получая информацию от сенсоров и датчиков, управляет исполнительными элементами двигателя, поддерживая себя данными запоминающего устройства неисправностей, и посредством системы самодиагностики сбоев удерживает колею. Блок управления двигателем расположен в двигательном отсеке на кронштейне передней стенки рядом с левым куполом амортизатора. Бензиновые двигатели работают с техникой Siemens и Magneti Marelli, управляющая электроника для дизельных двигателей разработана Bosch. На основании огромного количества информации устройство заново вычисляет количество впрыскиваемого топлива и момент впрыскивания для каждого отдельного сжигания.

Сенсоры, расположенные у двигателя, на нем и вокруг него, поставляют центральной электронике данные о температуре двигателя и охлаждающей жидкости, температуре и плотности всасываемого воздуха, составе выхлопных газов, нагрузке на двигатель, количестве оборотов и давлении во всасывающем трубопроводе.

Блок управления постоянно информируется о текущем состоянии двигателя. Другой датчик сигнализирует о положении педали газа. С помощью такой комплексной системы электронного управления двигателем оптимально реализуется низкое потребление топлива и строгое соблюдение ограничений на выхлопные газы.

Блок управления обрабатывает множество сигналов. В некоторых случаях при выходе из строя сенсоров используются функции аварийного режима. Разумеется, если выходит из строя датчик числа оборотов, двигатель останавливается.

 

Главные задачи

Устройства управления двигателем решают в первую очередь задачи подготовки топливно-воздушной смеси, точного впрыска топлива, зажигания (бензиновые двигатели) и очистки отработавших газов. Для этого регистрируется текущее состояние работы двигателя, определяется его соответствие норме, производится управление исполнительными элементами, самоконтроль и контроль исполнения с помощью диагностических функций.

Так как блок управления берет на себя регулирование момента зажигания, то уже невозможно строгое разделение систем впрыска и зажигания при управлении двигателем.

Однако для лучшего восприятия мы представляем элементы системы зажигания бензиновых двигателей в отдельной главе. Компьютер в моторном отсеке имеет, в частности, следующие функции:

  • зажигание в последовательности с быстрым стартом,
  • регулировку холостого хода со способностью к обучению,
  • лямбда-регулировка со способностью к обучению,
  • вентиляция топливного бака со способностью к обучению,
  • рециркуляция выхлопных газов со способностью к обучению,
  • регулирование детонации со способностью к обучению,
  • самодиагностика.

Что касается автомобилей с бензиновыми двигателями, в Polo имеется неподвижный распределитель высокого напряжения, датчик Холла на впускном распределительном вале, а также датчик числа оборотов двигателя на коленчатом вале. Поэтому исключается обычное до этих пор распознавание посредством распределителя зажигания.

Электроника двигателя работает совместно с другими системами двигателя. Например, совместно с блоком управления автоматической коробкой передач. Motronic также находится в связи с системой антиблокировки колес (ABS) и системой регулирования пробуксовки колес (ASR).

Немного о самопомощи

Экономические и экологические функции управления двигателем, влияние на экономное потребление топлива, по возможности уменьшение выброса вредных веществ в выхлопных газах и высокая культура работы особенно заметно проявляются у дизельных двигателей.

Технология турбодизельных двигателей с прямым впрыском (TDI), которая стала возможной только благодаря быстрому прогрессу автомобильной электроники, представляет собой современный высокий уровень развития дизельных двигателей для Polo. TDI хорош с точки зрения эффективности, безопасности для окружающей среды и надежности.

Любителей девиза «Сделай сам», а также искусных слесарей, это развитие технологии двигателей скорее несколько расстроит. Все же имеется целый ряд работ в области управления двигателем и точного впрыска топлива, которые можно осуществить при наличии практического навыка и опыта.

Электронный прибор управления

Прибор управления с функциональным и диагностическим процессорами находится в герметизированном металлическом корпусе. Благодаря имеющемуся стабилизатору напряжения он постоянно обеспечивается напряжением для цифровых переключателей. Прибор имеет выходные каскады, которые дают достаточную мощность для прямого подключения исполнительных элементов. Эти выходные каскады защищены от короткого замыкания на массу или на аккумулятор и не могут выйти из строя из-за электрической перегрузки.

С помощью диагностической функции распознаются возможные дефекты, и дефектный выход при необходимости отключается. В памяти прямого доступа запоминаются записи о неисправностях. Эти записи могут быть опрошены в специализированных мастерских с помощью высокоразвитых информационных, диагностических и считывающих систем. Ошибки группируются по цифровым кодам в списки, которые отрабатываются в специализированной мастерской.

Шина сбора данных CAN

Стандартные коммуникации в автомобиле отличаются тем, что для каждого сигнала предназначен отдельный провод. Огромный рост обмена информацией между электронными компонентами в современных системах управления двигателем таков, что с ним осмысленно справиться стало невозможно. Уже с некоторых пор сложность комплектования традиционных кабельных жгутов стала такова, что с этим можно было справиться только с большими издержками.

Решение представляет собой концепцию шинной системы CAN, специализированной для автомобилей. Электронные устройства управления используют последовательный интерфейс CAN, затем они подсоединяются друг к другу через соответствующую шину сбора данных.

Для CAN в автомобиле имеются три важных области применения:

  • соединение устройств управления,
  • электроника кузова и комфорта (уплотнение канала),
  • мобильная связь.

CAN планируется принять Международной организацией по стандартизации ИСО в качестве международного стандарта для автомобилей. Стандарт относится к ряду данных со скоростью передачи свыше 125 Кбит/с., вместе с двумя другими протоколами для передачи данных со скоростью до 125 Кбит/с.

Работы с управлением двигателя

При всех работах с компонентами управления двигателем обратите внимание на общепринятые правила соблюдения чистоты и безопасности. Если вы для определенных работ отключаете и снова подключаете аккумулятор, всегда предварительно выключайте зажигание для того, чтобы избежать повреждения блока управления двигателем. При буксировке автомобиля по причине повреждения зажигания вы должны отсоединить провода электронного блока управления.


 ТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

Важнейшие компоненты в системе управления Polo

Устройство управления получает важнейшие технические характеристики от следующих датчиков:

  • Датчик давления во впускном трубопроводе (G71) с датчиком температуры всасываемого воздуха (G42): пневматически соединен с впускным трубопроводом (шланговое соединение) и воспринимает абсолютное давление во впускном трубопроводе.
  • Датчик числа оборотов и датчик ВМТ (G28): информирует о числе оборотов двигателя и, благодаря своему расположению в корпусе коленчатого вала, также о точном положении коленчатого вала. Он передает также данные о положении поршня в каждом отдельном цилиндре. По этой информации устанавливаются моменты впрыска и зажигания.

    Датчик числа оборотов двигателя в Polo зондирует зубчатое колесо датчика 60-2, на котором по периметру расположено 58 зубцов и промежуток величиной в 2 зубца в качестве маркера точки отсчета. Колесо датчика устанавливается на коленчатом вале.

    1 — датчик числа оборотов двигателя G28,
    2 — уплотнительный фланец,
    3 — маркер точки отсчета,
    4 — зубчатое колесо датчика 60-2.

  • Измеритель количества воздуха (G70): расположен между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой и регистрирует не только количество воздуха, поступающего в двигатель, но также и его плотность. От плотности воздуха зависит количество частиц кислорода, имеющих решающее значение для сгорания. Наполнение воздуха является расчетным параметром для определения количества впрыскиваемого топлива и реально создаваемого двигателем крутящего момента.
  • Датчик Холла (G40): находится со стороны маховика на корпусе распредвала над впускным распредвалом. На впускном распредвале отлиты три зубца, которые зондируются датчиком Холла. Благодаря этому датчику и датчику числа оборотов двигателя опознается верхняя мертвая точка зажигания первого цилиндра. Эта информация необходима для селективного регулирования детонации в цилиндрах и для определения последовательности впрыска.
  • Датчик положения педали газа (G79 и G185): расположен в корпусе непосредственно на педали газа и вместе с ней образует единый модуль. Регистрирует угол дроссельной заслонки, передает информацию о том, насколько отжата водителем педаль газа. Если выходит из строя измеритель потока воздуха, блок управления для вычисления нагрузки на двигатель обращается к сигналам этого датчика.

    При выходе из строя датчика Холла двигатель продолжает работать и может быть также заново запущен. Блок управления двигателем переключается на режим аварийного хода.

    1 — датчик Холла G40,
    2 — впускной распредвал с литым колесом датчика,
    3 — корпус распредвала,
    4 — запорная крышка.

  • Датчик давления окружающей среды/измеритель высоты (F96): располагается непосредственно в блоке управления. Датчик точно определяет плотность окружающего воздуха, это важно для многих диагностических функций.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости (G62): располагается в контуре охлаждающей жидкости и передает в блок управления информацию о ее температуре.
  • Датчик температуры во впускном трубопроводе (G72): находится во впускном канале.

    Только в бензиновых двигателях

  • Лямбда-зонды (G39, G130): располагаются перед каталитическим конвертором и после него. Лямбда-зонды на основе состава отработавших газов измеряют коэффициент избытка воздуха. Для полного сгорания одного килограмма бензина требуется около 14,5 килограммов воздуха. Это соответствует показателю l = 1. В ином случае электроника двигателя должна изменить состав смеси в соответствии с количеством впрыскиваемого топлива. Лямбда-зонд начинает функционировать лишь с 350°С, поэтому в течение короткого времени после запуска холодного двигателя регулирование не осуществляется. Для того чтобы сделать эту фазу короче, лямбда-зонд подогревается.
  • Сенсор детонации (G61): Встроен в блок цилиндров, он регистрирует детонационное сжигание рабочей смеси и в соответствии с этим регулируется момент зажигания.
  • Трансформатор зажигания с оконечным каскадом мощности (N152): на конце корпуса распредвала.
  • Магнитный клапан для системы угольного фильтра (N80): установлен в самом конце сзади справа в двигательном отсеке.
  • Блок управления дроссельной заслонкой (J338) с исполнительным элементом (V60): он находится во впускном трубопроводе и состоит из корпуса дроссельной заслонки, дроссельной заслонки, привода дроссельной заслонки G186, а также двух датчиков угла поворота G187 и G188 для привода дроссельной заслонки. Эту конструктивную группу нельзя открывать и ремонтировать.

    Только для дизельных двигателей TDI:
  • Датчик длины хода иглы (G80): расположен на форсунках впрыска.
  • Магнитный вентиль ограничения давления наддува (N75): TDI Polo работает с регулируемым турбокомпрессором для того, чтобы давление наддува оптимально соответствовало условиям движения.
  • Датчик температуры топлива (G81): находится в возвратном трубопроводе топлива от насоса впрыска к радиатору с охлаждающей жидкостью и определяет текущую температуру топлива. Этот сигнал нужен, чтобы учесть плотность топлива при различных температурах.
  • Переключающий вентиль для клапана впускного трубопровода (N239): находится вблизи от измерителя количества воздуха.
  • Переключает пониженное давление для приведения в действие клапана впускного трубопровода во всасывающем трубопроводе, предотвращает толчкообразное вращение двигателя при его выключении, возникающее из-за высокого давления сжатия поступающего воздуха.

Основные функции систем

Сигнал числа оборотов (датчик числа оборотов G28, датчик Холла G40) и сигнал нагрузки от датчика давления (G71 в устройстве управления) формируют основу для определения уточненных характеристик двигателя. Эти основные характеристики корректируются путем получения информации о температуре охлаждающей жидкости и составе отработавших газов и используются для приведения в соответствие момента зажигания, а также длительности впрыска в каждом конкретном рабочем режиме. Дополнительной информацией является температура воздуха и положение дроссельной заслонки.

Для открытия либо закрытия дроссельной заслонки блок управления двигателем приводит в действие электродвигатель привода дроссельной заслонки. Оба датчика угла поворота (из соображений надежности их два) извещают блок управления двигателем о текущем положении дроссельной заслонки. В блоке управления двигателем установлена верхняя электрическая граница. Это максимальный угол открытия дроссельной заслонки при эксплуатации двигателя. Если привод дроссельной заслонки выходит из строя, дроссельная заслонка автоматически устанавливается пружинной системой возврата в положение холостого хода. За этим следует запись в запоминающее устройство ошибок и включается лампочка сбоя в работе электропривода дроссельной заслонкой. В режиме аварийного хода возможна только ограниченная эксплуатация при повышенной частоте оборотов холостого хода.

Электронное регулирование мощности двигателя E-Gas

Ваша новая Polo оснащена электронной педалью газа. Дроссельная заслонка больше не приводится в действие с помощью тросовой тяги от педали газа. Между обеими деталями больше нет никакого механического соединения. Вместо этого на педали газа установлены два датчика (переменные сопротивления в одном корпусе), которые информируют блок управления двигателем о положении педали газа.

Приведение в действие дроссельной заслонки производится исполнительным элементом дроссельной заслонки в блоке управления дроссельной заслонкой, и причем по всему диапазону числа оборотов и нагрузок. Заслонка приводится в действие на основе предписанных величин, заданных блоком управления двигателем.

При неработающем двигателе и включенном зажигании электроника управляет дроссельной заслонкой в точном соответствии с данными датчика положения педали газа. Если педаль газа отжата наполовину, дроссельная заслонка также будет открыта примерно наполовину. Но при работающем двигателе, т.е. при нагрузке, блок управления двигателем может открывать и закрывать дроссельную заслонку независимо от датчика положения педали газа. Он приводит заслонку в соответствие с текущим рабочим режимом. Так, при ускорении дроссельная заслонка может быть открыта полностью, хотя педаль газа нажата только наполовину.

Вследствие этого получаются существенно лучшие показатели в отношении выброса вредных веществ и расхода топлива. Требуемый крутящий момент двигателя может быть получен благодаря оптимальному комбинированию открытия дроссельной заслонки и давления наддува.

E-Gas также состоит из множества узлов: датчик положения педали газа, блок управления дроссельной заслонкой и блок управления двигателем. При этом все способствуют определению, регулировке и контролю положения дроссельной заслонки. Для индикации контролируемого состояния служит контрольная лампочка EPC.

E-Gas в Polo:

1 — кронштейн подшипника,
2 — шестиштырьковый штекер,
3 — датчики G79 и G185 положения педали газа,
4 — гайка (10 Нм).

Контрольная лампочка EPC

Если при эксплуатации двигателя распознается неисправность в работе системы E-Gas, блок управления двигателем включает для предупреждения контрольную лампочку (лампочка ошибки K132) во вставке распределительного щита. Конечно, одновременно делается соответствующая запись в запоминающее устройство неисправностей блока управления двигателем. Контрольная лампочка высвечивает три буквы EPC и находится слева в комбинированном приборе, в правой половине измерителя числа оборотов. Как и другие контрольные лампочки, индикатор EPC должен загораться, когда включается зажигание.

Если лампочка EPC загорается при включении зажигания и не гаснет примерно через три секунды после запуска двигателя (холостой ход), то следует опросить запоминающее устройство неисправностей. Возможные неисправности должны устраняться, память запоминающего устройства должна стираться.