Датчики и исполнительные механизмы двигателя - диагностика

Сообщение

Датчик абсолютного давления в коллекторе / атмосферного давления

: Датчик абсолютного давления в коллекторе / атмосферного давления; Screenshot_9.jpg (225.84 КБ) 6336 просмотров

Массовый расход воздуха можно измерить с помощью датчика абсолютного давления в коллекторе MAP. Датчик давления в коллекторе определяет изменения давления во впускном коллекторе, вызванные изменениями режима работы двигателя, например при изменении частоты вращения коленчатого вала и угла открытия дроссельной заслонки. Датчик включает в себя пьезорезистивную кремниевую микросхему и интегральную микросхему (ИС). С одной стороны на микросхему действует разрежение, с другой — давление в коллекторе. В результате этого микросхема искривляется, а ее сопротивление изменяется. Степень искривления зависит только от давления в коллекторе, так как давление в вакуумной камере остается постоянным. По изменению сопротивления рассчитывается давление во впускном коллекторе, что позволяет рассчитать массовый расход воздуха. Датчик MAP может быть установлен в ресивере или во впускном воздуховоде.

Датчик атмосферного давления

Плотность воздуха непостоянна, поэтому в дополнение к абсолютному давлению в коллек-торе необходимо измерять атмосферное давление. В противном случае невозможно точно измерить массовый расход воздуха. Для измерения плотности окружающего воздуха используется датчик атмосферного давления. Атмосферное давление зависит от погоды и высоты над уровнем моря. Плотность воздуха и, следовательно, давление уменьшаются с увеличением высоты над уровнем моря. Кроме того, давление воздуха зависит от погоды. Принцип работы датчика атмосферного давления аналогичен принципу работы датчика абсолютного давления во впускном коллекторе, кроме того, что он измеряет атмосферное давление. Зачастую он расположен в ЭБУ двигателя. Если такой датчик выходит из строя, необходимо менять ЭБУ двигателя в сборе.

С учетом этих двух показателей можно очень точно определить количество воздуха. Датчик атмосферного давления используется не только в сочетании с ультразвуковым датчиком с вихревыми потоками Кармана. Он также применяется во многих других системах для измерения атмосферного давления (плотности воздуха), что необходимо для коррекции состава топливовоздушной смеси.

Если двигатель оснащен турбокомпрессором, необходимо также измерять давление наддувочного воздуха. Для этого используется датчик, по конструкции похожий на датчик абсолютного давления в коллекторе, но измеряющий разрежение и избыточное давление по сравнению с атмосферным.

Сообщение

Кислородный датчик

: Кислородный датчик; Screenshot_10.jpg (196.66 КБ) 6335 просмотров

Кислородный датчик измеряет количество кислорода в отработавших газах. Существуют два типа кислородных датчиков: циркониевый и титановый. Несмотря на то, что устройство и выходные сигналы датчиков двух типов различны, назначение их одинаково. Кислород-ный датчик определяет обогащение или обеднение топливовоздушной смеси. На основании данных, полученных от кислородного датчика, ЭБУ двигателя корректирует продолжительность впрыска для достижения значения лямбда 1. Это необходимо для того, чтобы трехкомпонентный каталитический нейтрализатор мог работать с максимальным КПД.

Платиновый кислородный датчик

С одной стороны на платину воздействует окружающий воздух, с другой — отработавшие газы. Вследствие разницы в содержании кислорода в окружающем воздухе и отработавших газах вырабатывается напряжение. При бедной топливовоздушной смеси напряжение низкое. И наоборот: напряжение вырастает при обогащении смеси. Напряжение выше 450 мВ указывает на то, что топливовоздушная смесь богаче стехиометрического значения, поэтому продолжительность впрыска необходимо сократить. Напряжение менее 450 мВ указывает на то, что топливовоздушная смесь беднее стехиометрического значения, поэтому продолжительность впрыска необходимо увеличить. При исправной работе датчика выходные сигналы чередуются, так как чередуются направления коррекции. Для верного функционирования датчики необходимо прогреть примерно до 300°C.

Титановый кислородный датчик

Сопротивление титанового элемента изменяется в зависимости от концентрации кислорода. На кислородный датчик подается напряжение 5 В. По мере изменения сопротивления датчика изменяется и сигнал напряжения, подаваемый в ЭБУ двигателя. Небольшое падение напряжения указывает на богатую смесь, большое — на бедную. Падение напряжения отслеживает блок сравнения. Если напряжение более 2,5 В, выходное напряжение блока сравнения высокое (богатая смесь). Если напряжение менее 2,5 В, выходное напряжение низкое (бедная смесь).

Сколько датчиков кислорода установлено на двигателях

На современные двигатели устанавливают передний и задний кислородные датчики для проверки работоспособности каталитического нейтрализатора. Если нейтрализатор исправен, сигнал заднего кислородного датчика сильно отличается от сигнала переднего датчика по высоте и, особенно, по частоте колебаний. Схожесть сигналов двух кислородных датчиков указывает на неисправность каталитического нейтрализатора.

Сообщение

Датчик температуры охлаждающей жидкости

: Датчик температуры охлаждающей жидкости; Screenshot_11.jpg (189.23 КБ) 6430 просмотров

Данный датчик определяет температуру охлаждающей жидкости: при увеличении темпе-ратуры его сопротивление снижается. Сигнал датчика используется для определения степени обогащения топливовоздушной смеси при запуске холодного двигателя. Помимо этого, ЭБУ двигателя использует данные о температуре охлаждающей жидкости почти во всех своих расчетах. ЭБУ использует информацию, полученную от датчика, для: вычисления продолжительности основного впрыска, угла опережения зажигания, изменения фаз газораспределения, регулирования оборотов холостого хода, управления работой вентилятора системы охлаждения. Чаще всего датчик располагается около выходного патрубка системы охлаждения головки блока цилиндров. На неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости указывают следующие признаки: ухудшение рабочих характеристик двигателя, перегрев двигателя, плохой запуск, повышенный расход топлива, повышенное содержание углеродов и углеводородов в отработавших газах.
Данные о температуре моторного масла необходимы для работы системы изменения фаз газораспределения (CVVT). Датчик температуры моторного масла и датчик температуры охлаждающей жидкости работают по одинаковому принципу. Данные о температуре масла позволяют компенсировать изменение вязкости масла вследствие повышения его температуры.
Сравнивая сигналы датчика температуры охлаждающей жидкости и датчика температуры воздуха на впуске, ЭБУ двигателя определяет, запускается холодный или прогретый двигатель. Если разница значений находится в пределах 8°С, ЭБУ двигателя определяет запуск холодного двигателя.

Сообщение

Датчик скорости автомобиля

: Датчик скорости автомобиля; Screenshot_12.jpg (176.65 КБ) 6426 просмотров

Данный датчик определяет скорость движения автомобиля. В зависимости от модели и области применения используются датчики различных типов: индуктивные датчики, датчики Холла, датчики с магнитоуправляемыми контактами, активные датчики скорости вращения колеса. Они могут устанавливаться в различных местах: в щитке приборов, в корпусе коробки передач или на оси (датчик скорости вращения колеса). Сигнал скорости автомобиля необходим для работы таких функций, как регулировка холостого хода, управление работой вентилятора системы охлаждения, определение движения по плохой дороге (по сигналу датчика скорости вращения колеса). Датчик с магнитоуправляемым контактом приводится от троса спидометра. Основными деталями такого датчика являются магнит, магнитоуправляемый контакт и трос спидометра. При вращении магнита магнитоуправляемый контакт замыкает и размыкает цепь четыре раза за один оборот.
Датчики Холла, измеряющие скорость автомобиля, называемые также активными датчиками скорости вращения колеса (WSS), обладают важным преимуществом — они могут определять скорости, близкие к нулю. В зависимости от потребления тока датчик генерирует сигнал. В ЭБУ от датчика поступает ток малой величины (приблиз. 7 мА +/ 20%). Этот слабый ток воспринимается чувствительным элементом как сигнал низкого уровня. Магниторезистивный резистор соединен с блоком сравнения. Схема сравнения включает транзистор, и в блок управления поступает ток большей силы (14 мА +/- 20%). Он воспринимается как сигнал высокого уровня. Цепь подачи сигнала датчика соединена с «массой» в блоке управления через резистор на 115 Ом. Существует несколько конфигураций поступления сигнала датчика скорости автомобиля в ЭБУ двигателя. Более подробная информация о данном датчике приведена в обучающем руководстве по ABS. Проверку датчика следует производить в соответствии с указаниями Руководства по ремонту, так как оценить работоспособность датчика по сопротивлению и т. п. невозможно.

Сообщение

Выключатели

: автомобильные Выключатели; Screenshot_13.jpg (258.57 КБ) 6425 просмотров

Сигналы выключателей используются во многих узлах автомобиля, чтобы определить, включен или выключен тот или иной элемент. Сигнальные выключатели могут быть установлены не только на плюсовой стороне контура питания, но также на стороне заземления. Зачастую в контуры сигнальных выключателей входят повышающие или понижающие напряжение транзисторы.
По сигналу выключателя стоп-сигналов определяется, нажата педаль тормоза или нет. Этот сигнал используется, например, для прерывания работы круиз-контроля при нажатии тормозной педали.
По сигналу этого датчика определяется, нажата педаль сцепления или нет. Этот сигнал также применяется для отключения круиз-контроля при нажатии педали сцепления.
По сигналу включения зажигания начинается подача электропитания на различные системы и узлы. Кроме того, определяется значение напряжения в системе для компенсации пониженного напряжения.
От выключателя зажигания поступает также сигнал прокручивания коленчатого вала стартером (ключ находится в положении START). По этому сигналу ЭБУ управляет впрыском и системой при запуске двигателя.
Запрос диагностики от диагностического прибора поступает через диагностический разъем.
Сигнал включения кондиционера и сигнал реле давления тройного действия или датчика давления кондиционера (преобразователя) используется для компенсации дополнительной нагрузки, чтобы поддерживать стабильные обороты холостого хода.
С помощью сигнала датчика паркинга / нейтрали ЭБУ определяет положение рычага переключения режимов. Запуск двигателя разрешен только в том случае, если выбрана нейтральная передача. По сигналу этого датчика также производится компенсация дополнительной нагрузки на двигатель, если рычаг перемещается в положение D или R. В этом случае обычно увеличивается частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

Сообщение

Прочие входные сигналы

: Прочие входные сигналы; Screenshot_14.jpg (274.77 КБ) 6424 просмотра

Датчик ускорения необходим для того, чтобы движение по плохой дороге не воспринималось как пропуск зажигания, так как на неровной дороге колесо может оторваться от дорожного полотна. В этом случае частота вращения коленчатого вала изменится, так как нагрузка на двигатель снизится, пока колесо будет находиться в воздухе. Обычно такие изменения частоты вращения коленчатого вала воспринимаются как пропуск зажигания, что может привести к неверной оценке ситуации. Во избежание этого пропуск зажигания не определяется, если в ЭБУ поступает сигнал датчика ускорения, превышающий установленное значение. На автомобили с ABS датчики ускорения не устанавливаются — движение по неровной дороге определяется по сигналам датчиков скорости вращения колес. Однако некоторые модели не оснащаются ни ABS, ни датчиком ускорения. На такие автомобили устанавливается один датчик скорости вращения колеса для определения движения по неровной дороге.
Передача данных между системами осуществляется через шину. Например, по шине может быть получен сигнал от системы ABS о скорости движения автомобиля. Или по шине может прийти запрос на уменьшение крутящего момента и т. д.
Датчик давления в гидроусилителе рулевого управления определяет дополнительную нагрузку, вызванную вращением рулевого колеса. Этот сигнал нужен для поддержания стабильных оборотов холостого хода и предотвращения самопроизвольного выключения двигателя.
Клемма FR необходима для того, чтобы определить дополнительную нагрузку, вызванную работой генератора, при резком росте потребления электропитания, например при включении обогрева заднего стекла. По этому сигналу поддерживаются стабильные обороты холостого хода.

Сообщение

Входные и выходные сигналы

Определение количества подаваемого воздуха: MAF (ДМРВ) / MAP (датчик абсолютного давления) / Температура воздуха на впуске	⇒	ЭБУ	⇒	Форсунки / блок управления форсунками
Выключатель стоп - сигналов / Датчик выключения сцепления	⇒	ЭБУ	⇒	Катушки зажигания
Датчик атмосферного давления	⇒	ЭБУ	⇒	Клемма G
Передний / задний кислородный датчик	⇒	ЭБУ	⇒	Привод регулировки холостого хода
Датчик электричкой нагрузки / клемма FR	⇒	ЭБУ	⇒	Главное реле
Реле давления в гидроусилителе рулевого управления / датчик давления	⇒	ЭБУ	⇒	Реле топливного насоса
Датчик температуры охлаждающей жидкости	⇒	ЭБУ	⇒	Реле электровентиляторов системы охлаждения двигателем
Датчик положения дроссельной заслонки / датчик положения педали акселератора	⇒	ЭБУ	⇒	Контрольная лампа двигателя
Датчик положения коленчатого вала / датчик положения распределительного вала	⇒	ЭБУ	⇒	Клапан регулирования подачи масла
Сигнал включения зажигания / сигнал прокручивания коленчатого вала стартером / напряжение аккумуляторной батареи	⇒	ЭБУ	⇒	Реле компрессора кондиционера
Датчик детонации / сигнал о неисправности в зажигании / датчик ионного тока	⇒	ЭБУ	⇒	Электронный клапан EGR
Датчик температуры моторного масла	⇒	ЭБУ	⇒	Дроссельная заслонка с электроприводом
Датчик скорости автомобиля / скорости вращения колеса / разгона	⇒	ЭБУ	⇒	Цепь нагревательного элемента кислородного датчика
Датчик положения паркинга / нейтрали	⇒	ЭБУ	⇒	Электромагнитный клапан системы пуска воздуха с измененной геометрией
Выключатель кондиционера / реле давления тройного действия / преобразователь давления	⇒	ЭБУ	⇒	Контрольная лампа иммобилайзера
Передача данных через шину / запрос на снижение крутящего момента	⇒	ЭБУ	⇒	Система передачи данных через шину
Иммобилайзер	⇒	ЭБУ	⇒	Выходные сигналы диагностики
Запрос данных диагностики	⇒	ЭБУ	⇒	Электромагнитный клапан продувки

Теперь рассмотрим назначение сигналов в отдельности. Все приводы включаются по команде ЭБУ. Форсунки впрыскивают требуемое количество топлива. Система непосредственного впрыска топлива GDI имеет отдельный блок управления форсунками. Катушка зажигания вырабатывает высокое напряжения для образования искры свечой зажигания. Клемма G управляет выходным напряжением генератора, что предотвращает падение оборотов холостого хода. Исполнительный механизм регулировки оборотов холостого хода регулирует поток воздуха, направляемый в обход дроссельной заслонки, поддерживая тем самым стабильную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу. Главное реле управляет подачей питания системы и предотвращает его снижение после выключения зажигания. Это необходимо для того, чтобы исполнительный механизм регулировки холостого хода мог сразу же вступить в действие при следующем запуске двигателя. За включение топливного насоса отвечает реле. Сигнал этого реле необходим для остановки топливного насоса, например, если отсутствует сигнал датчика положения коленчатого вала. Работой вентилятора системы охлаждения управляют реле или блок управления в режиме широтно-импульсной модуляции. На неисправность системы впрыска указывает контрольная лампа двигателя (MIL). Клапан регулировки подачи масла регулирует давление в камерах механизма изменения фаз газораспределения и, следовательно, положение распределительного вала. Реле компрессора кондиционера отвечает за включение и выключение компрессора. Используется для предотвращения повышения оборотов холостого хода и перегрева (отключает кондиционер при превышении определенной температуры). Электромагнитный клапан пневмопривода EGR подает разрежение, необходимое для активации клапана EGR. Система рециркуляции отработавших газов снижает температуру сгорания и, следовательно, образование оксидов азота.

По сигналам ЭБУ двигателя электропривод дроссельной заслонки регулирует положение дроссельной заслонки. Таким образом достигается более точное управление дроссельной заслонкой, обеспечивается работа системы регулировки частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме холостого хода и круиз-контроля. Нагревательный элемент быстро выводит кислородный датчик на рабочую температуру, что позволяет снизить токсичность отработавших газов. Подачу разрежения к исполнительным механизмам системы впуска с изменяемой геометрией регулирует электромагнитный клапан. Эта система повышает КПД двигателя. На неисправность иммобилайзера указывает соответствующая контрольная лампа. Обмен данными с другими системами, например с системой курсовой устойчивости ESP, осуществляется через мультиплексную шину. Диагностические данные передаются диагностическому прибору, например, для подачи разрежения на клапан продувки. Таким образом обеспечивается рециркуляция паров топлива в установленных пределах. Более подробное описание исполнительных механизмов приведено в разделе «Датчики и исполнительные механизмы».

Сообщение

Реле и форсунки

: Реле и форсунки; Screenshot_15.jpg (195.24 КБ) 6421 просмотр

Основными выходными сигналами являются сигналы управления, направляемые в главное реле, реле топливного насоса, форсунки, транзистор системы зажигания. Система зажигания рассмотрена детально в одном из следующих разделов. Питание на форсунки подается постоянно. Блок управления замыкает и размыкает соединение с «массой», регулируя тем самым, продолжительность впрыска и, следовательно, объем впрыскиваемого топлива. Существуют две модификации системы: с низким и высоким сопротивлением. В первом случае в цепи электропитания имеется специальный резистор. Запрещается подавать напряжение непосредственно на резистор низкого сопротивления, так как это может вывести из строя форсунку. (В двигателе с непосредственным впрыском топлива GDI форсунки управляются специальным блоком управления, так как для их работы требуется высокое напряжение.)
ЭБУ посылает управляющие сигналы и другим реле, например реле компрессора кондиционера. Если двигатель оснащен системой изменения фаз газораспределения (CVVT), ЭБУ двигателя управляет также клапаном регулировки подачи масла в механизм системы. Изменяя выходной сигнал для этого клапана (в режиме широтно-импульсной модуляции), ЭБУ двигателя бесступенчато и точно регулирует положение распредели-тельного вала относительно коленчатого вала.