Система управления двигателем - Теория, обучающий материал

Сообщение

Управление пуском и прогревом двигателя

: Управление пуском и прогревом двигателя; Screenshot_28.jpg (159.96 КБ) 2158 просмотров

Для обеспечения точного впрыска топлива при пуске/прокручивании двигателя стартером ЭБУ задействует программу расчета количества впрыскиваемого топлива в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Как только базовое значение продолжительности впрыска определено, осуществляются корректировки по температуре окружающего воздуха и напряжению батареи, которое в момент пуска снижается. Для работы форсунок необходимы следующие два сигнала: сигнал датчика положения коленчатого вала CKP и сигнал датчика положения распределительного вала CMP. Если при пуске сигнал от датчика положения коленчатого вала не приходит, ЭБУ не может рассчитать моменты открытия форсунок. Датчик положения распределительного вала CMP необходим для определения момента впрыска в каждый цилиндр (определяет положение ВМТ 1 го цилиндра). Его сигнал необходим во время пуска двигателя; как только он получен, ЭБУ начинает проводить расчеты исключительно по сигналам датчика угла поворота коленчатого вала. Если в момент пуска двигателя сигналы о частоте вращения вала двигателя и объеме подаваемого воздуха ошибочны, все форсунки начинают работать в асинхронном режиме сразу после получения сигналов от датчиков CMP и CKP. Затем режим впрыска изменяется, но схема обогащения при пуске сохраняется. Следует обратить внимание на то, что при отрицательных температурах, базовая продолжительность впрыска увеличивается для компенсации слабого процесса испарения топлива. На графике видно, что ЭБУ двигателя применяет в этих условиях основную схему обогащения. Чтобы стабилизировать частоту вращения двигателя после пуска, за короткий промежуток времени ЭБУ двигателя подает дополнительное количество топлива в двигатель, необходимое для плавного перехода от режима прокручивания стартером к режиму рабочего вращения. Максимальное обогащение зависит от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Следует обратить внимание на то, что при отрицательных температурах базовая продолжительность впрыска увеличивается для компенсации слабого процесса испарения топлива. Как только двигатель вышел на рабочий режим, информация о частоте его вращения и объеме поступающего воздуха используется для расчетов базовой продолжительности впрыска.

Сообщение

Коррекция при разгоне и торможении

: Коррекция при разгоне и торможении; Screenshot_29.jpg (126.03 КБ) 2154 просмотра

При увеличении оборотов двигателя возникает обеднение смеси, так как дроссельная заслонка открывается, а топливо, имеющее более высокую плотность по сравнению с воздухом, медленно заполняет цилиндр. Для предотвращения толчков и вибраций ЭБУ двигателя включает режим обогащения при ускорении. Как только концевой выключатель холостого хода размыкается, начинает подаваться дополнительная порция топлива. При сменах режимов движения и работы двигателя, связанных с переходом от разгона к торможению, объем впрыскиваемого топлива изменяется мало, что обеспечивает более высокий КПД двигателя и топливную экономичность. При торможении с закрытой дроссельной заслонкой нет необходимости в подаче топлива в цилиндры двигателя. Фактически, подача топлива на данном режиме может вызвать увеличение токсичных выбросов и ухудшение топливной экономичности. Моменты прекращения и возобновления подачи топлива зависят от температуры охлаждающей жидкости и состояния муфты компрессора кондиционера А/С. Если муфта компрессора А/С включена, скорость прекращения и возобновления подачи топлива увеличивается. При включении выключателя стоп-сигналов скорость прекращения и возобновления подачи топлива снижается (применяется на некоторых моделях). Если частота вращения двигателя очень высокая, прекращается подача топлива для предотвращения превышения максимальных оборотов двигателя и его выхода из строя. Максимальная частота вращения двигателя зависит от его конструкции и условий установки на автомобиль.

Сообщение

Метод впрыскивания и опережение зажигания

: Метод впрыскивания и опережение зажигания; Screenshot_30.jpg (220.74 КБ) 2153 просмотра

В современных системах впрыска топлива могут быть организованы разные режимы подачи топлива форсунками в двигатель.
Существует два основных режима впрыскивания, реализуемых ЭБУ двигателя при разных условиях работы двигателя. Их называют синхронным и асинхронным впрыском. При синхронном впрыске момент подачи топлива в цилиндр согласован с подачей искры при определенных углах поворота коленчатого вала. Этот режим является основным рабочим режимом управления топливоподачей. Асинхронный впрыск применяется при ускорении, торможении и во время пуска. В этом случае момент подачи топлива определяется по изменениям показаний датчика положения дроссельной заслонки TPS и не привязан к зажиганию и углам поворота коленчатого вала. Кроме этого, впрыск может быть одновременным, параллельным и последовательным. При одновременном впрыске все форсунки подают топливо в цилиндры в одно и то же время. Параллельный впрыск заключается в том, что несколько форсунок одновременно впрыскивают топливо в цилиндры, например во 2 й и 3 й цилиндры 4 цилиндрового двигателя. И, наконец, последовательный впрыск означает, что все форсунки имеют индивидуальное управление в зависимости от положения поршня в соответствующем цилиндре.

Сообщение

Описание системы зажигания

: Описание системы зажигания; Screenshot_31.jpg (154.41 КБ) 2151 просмотр

В системах зажигания, управляемых компьютером, достигается высокая точность установки момента опережения зажигания. ЭБУ двигателя рассчитывает момент опережения зажигания на основе входных сигналов ряда датчиков. В памяти ЭБУ двигателя содержатся данные по оптимальным углам опережения для всех режимов работы двигателя. Несмотря на то, что система зажигания является частью общей системы управления двигателем, ряд компонентов системы работает независимо от системы впрыска. Некоторые входные сигналы этих систем отличаются. Кроме того, у системы зажигания имеются свои собственные датчики. Поэтому рассмотрим систему зажигания более подробно. Системы зажигания бывают двух типов: распределительного типа и статического DLI. Все современные модели автомобилей оснащены статической системой зажигания DLI.

Сообщение

Основные компоненты

В зависимости от типа системы зажигания ее основными компонентами являются:

IGT: сигнал о моменте зажигания

IGF: сигнал о неисправности в зажигании

: Основные компоненты системы зажигания; Screenshot_32.jpg (126.05 КБ) 2144 просмотра

Основное назначение системы зажигания состоит в воспламенении топливовоздушной смеси в камере сгорания в строго определенное время. Для повышения мощности двигателя топливовоздушную смесь следует поджечь так, чтобы максимальное давление сгорания было достигнуто в момент угла поворота коленчатого вала, равного 10° до верхней мертвой точки. Момент зажигания зависит от: частоты вращения двигателя, состава смеси и т. д. На рисунке приведены входные сигналы датчиков, необходимые для управления моментом зажигания: датчика положения дроссельной заслонки, массового расходомера воздуха и датчика абсолютного давления во впускном коллекторе, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчика положения коленчатого вала, выключателя зажигания, датчика положения распределительного вала и датчика детонации. Основываясь на информации от этих датчиков, блок управления посылает сигнал для установки угла опережения зажигания IGT в модуль зажигания (силовой транзистор). После прохождения сигнала IGT силовой каскад модуля зажигания замыкает и размыкает первичную обмотку катушки зажигания, создавая высокое напряжение, необходимое для возникновения электрической искры (7 кВ – 35 кВ).

Сообщение

Управление углом опережения зажигания и замкнутого состояния первичной обмотки

: Управление углом опережения зажигания и замкнутого состояния первичной обмотки; Screenshot_33.jpg (113.55 КБ) 2143 просмотра

Управление углом замкнутого состояния первичной обмотки катушки зажигания
Чаще всего с увеличением оборотов двигателя время замкнутого состояния первичной обмотки катушки зажигания сокращается. Это приводит также к снижению вторичного напряжения. Чтобы предотвратить это негативное явление и обеспечить высокое вторичное напряжение, блок управления временно увеличивает, насколько это возможно, угол замкнутого состояния первичной обмотки.

Защитная блокировка
Силовой транзистор отключается, если по первичной обмотке протекает ток в течение времени, которое больше заданного. Это защищает катушку зажигания и силовой транзистор от перегрева и выхода из строя. Цепь защиты от перенапряжения отключает силовой транзистор, если напряжение питания становится слишком высоким. Это обеспечивает защиту катушки зажигания и силового транзистора.

Сообщение

Схема опережения зажигания

: Схема опережения зажигания; Screenshot_34.jpg (146.67 КБ) 2061 просмотр

Опережение зажигания зависит от многих факторов. Оптимальное опережение зажигания на всех режимах работы двигателя выставляет ЭБУ двигателя по данным картограммы значений, хранящейся в его памяти. Выбор точных значений опережения зажигания выполняется по диаграмме параметров на основе сочетания данных частоты вращения двигателя, температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки и показаний датчика детонации. Последний позволяет откорректировать момент зажигания под разное октановое число. ЭБУ двигателя увеличивает угол опережения зажигания в момент запуска холодного двигателя и уменьшает его на прогретом двигателе, при движении в горах и особенно в момент регистрации детонации.

Оптимальное опережение зажигания = первоначальный угол опережения зажигания + базовый угол опережения + скорректированный угол опережения (задержки) зажигания.

Сообщение

Базовый угол опережения зажигания

: Базовый угол опережения зажигания; Screenshot_35.jpg (126.97 КБ) 2061 просмотр

Базовый угол опережения зажигания
ЭБУ двигателя рассчитывает значение этого угла на основе данных о частоте вращения двигателя и расхода воздуха. Сигналы этих датчиков оказывают основное влияние на определение базового опережения зажигания.
Есть еще ряд дополнительных датчиков, сигналы которых используются для коррекции расчета этого угла. Сигнал о включении муфты компрессора кондиционера увеличивает угол опережения, если замкнуты контакты холостого хода в датчике положения дроссельной заслонки. На некоторых двигателях базовый угол опережения может увеличиваться или уменьшаться ЭБУ двигателя после определения последним типа топлива по сигналам датчика детонации.

Коррекция по температуре двигателя
Для обеспечения устойчивости работы холодного двигателя опережение зажигания увеличивается. ЭБУ двигателя рассчитывает значение дополнительного (скорректированного) угла опережения зажигания на основании данных о расходе воздуха и состояния контактного выключателя холостого хода в датчике положения дроссельной заслонки.

Коррекция по составу смеси для обеспечения устойчивого холостого хода
Чтобы снизить неравномерность работы двигателя из-за изменения состава топливовоздушной смеси в ходе управления по замкнутому контуру, ЭБУ двигателя увеличивает опережение зажигания в момент обеднения смеси (когда количество впрыскиваемого топлива снижается). Совсем малый корректирующий угол обеспечивает ровный холостой ход.