Управление дизельным двигателем

[morskoj]

Датчик температуры топлива и датчик температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры топлива и датчик температуры охлаждающей жидкости

Screenshot_63.jpg (171.86 КБ) 8240 просмотров

Датчики оснащены температурно-зависимым сопротивлением с отрицательным темпера-турным коэффициентом, являющимся частью цепи делителя напряжения, на которую подается 5 В. Падение напряжения на сопротивлении вводится в ЭБУ через аналого-цифровой преобразователь (ADC). Получаемое значение и является величиной измерения температуры. В памяти микропроцессора ЭБУ содержится кривая зависимости темпера-туры от напряжения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT)

Датчик температуры охлаждающей жидкости расположен в канале охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров. Он определяет температуру охлаждающей жидкости и пере-дает сигнал в ЭБУ. ЭБУ определяет температуру охлаждающей жидкости по выходному напряжению датчика и обеспечивает оптимальное обогащение топливной смеси на холод-ном двигателе, регулирует объем и момент впрыска, контролирует обороты в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, уменьшает подачу топлива, если температура охлаждающей жидкости слишком высока, управляет вентилятором системы охлаждения и системой предпускового подогрева.

Датчик температуры топлива (FT)

Поскольку ТНВД рассчитан на подачу большого количества топлива, на холостом ходу и при частичной нагрузке он развивает избыточное давление топлива. Избыток топлива возвращается в топливный бак через клапан регулирования давления. В топливном баке сжатое топливо расширяется, и энергия, затраченная на его сжатие, выделяется в форме тепла. При изменении температуры топлива соответственно изменяется его плотность. При помощи датчика температуры топлива ЭБУ может скорректировать продолжительность впрыска и давление для компенсации изменения плотности топлива. Датчик температуры топлива расположен в подающем топливопроводе. По мере роста температуры топлива ЭБУ изменяет объем впрыска и коэффициент подачи, одновременно корректируя параметры работы клапана регулирования давления в рампе.

[morskoj]

Датчик массового расхода воздуха (MAF)

Датчик массового расхода воздуха (MAF)

Screenshot_64.jpg (174.23 КБ) 8239 просмотров

Основной задачей датчика массового расхода воздуха (MAF) является измерение расхода и температуры поступающего в двигатель воздуха. Измеритель расхода тонкопленочного типа с терморезисторами. Измерительный элемент расположен в центре впускного воздуховода. Небольшая часть забираемого воздуха проходит по каналу к силиконовой мембране, которая определяет расход воздуха и направление потока. Контур терморезисторов и нагревателя сопротивления вытравлен на мембране. Нагреватель сопротивления расположен в центре вместе с датчиком температуры, контролирующим нагрев. Измеряющие резисторы расположены симметрично по краям зоны нагрева. При отсутствии протока воздуха по мембране тепло убывает линейно от центра к краям, и измеряющие резисторы регистрируют одинаковую температуру. Когда по диафрагме проходит поток воздуха, край диафрагмы с ближайшими по ходу воздуха измеряющими резисторами охлаждается, в то время как на противоположной стороне зоны нагрева температура остается неизменной, так как воздух нагревается, проходя зону нагрева. Разница сопротивления сравнивается усилителем и процессором сигнала с показанием датчика температуры в зоне измерения. Таким образом, датчик массового расхода воздуха определяет объем и направление потока воздуха.
Температура забираемого воздуха измеряется терморезистором с отрицательным температурным коэффициентом. На основе его показаний ЭБУ корректирует управление EGR и количество впрыскиваемого топлива. В некоторых системах управления двигателем с турбонагнетателем с изменяемой геометрией присутствует второй датчик температуры воздуха, расположенный внутри датчика давления наддува. Сравнением показаний этих двух датчиков можно добиться более точного определения температуры забираемого воздуха.

Принцип измерения датчика HFM6 (двигатели стандарта Euro-4)

Датчик HFM6 включает в себя встроенный процессор сигнала, преобразующий значение сопротивления в широтно-импульсный сигнал (PWM).

Примечание
После замены датчика массового расхода воздуха на двигателях, оснащенных каталитическим сажевым фильтром, его параметры должны быть внесены в ЭБУ двигателя повторно с помощью диагностического прибора HI-SCAN Pro! Более подробная информация приведена в Руководстве по ремонту.

[morskoj]

Датчик давления в топливо распределительной рампе (RPS)

Датчик давления в топливо распределительной рампе (RPS):

Screenshot_65.jpg (211.53 КБ) 8216 просмотров

Для того чтобы подать на ЭБУ сигнал с напряжением, соответствующим прилагаемому давлению, датчик давления должен измерять мгновенное значение давления в рампе с приемлемой точностью и настолько быстро, насколько это возможно. Датчик давления в топливо распределительной рампе состоит из следующих элементов:

• – встроенного чувствительного элемента, приваренного к фитингу отбора давления;

• – печатной платы с аналитическим контуром;

• – корпуса с электрическим разъемом.

Топливо контактирует с датчиком давления через отверстие в рампе, которое закрыто мембраной датчика. Топливо под давлением достигает мембраны датчика через глухое отверстие. Чувствительный элемент (на основе полупроводников), преобразующий давление в электрический сигнал, смонтирован на мембране. Сигнал, формируемый датчиком, подается на вход аналитического контура, который усиливает этот сигнал и направляет его в ЭБУ. При изменении формы мембраны также меняется электрическое сопротивление слоев, прикрепленных к мембране. Изменение формы мембраны из-за повышения давления в топливной системе сопровождается изменением электрического сопротивления и вызывает изменение напряжения на 5-вольтовом мосту Уитстона. Напря-жение меняется в диапазоне от 0 до 70 мВ (в зависимости от давления) и усиливается аналитическим контуром до 0,5 4,5 В. При выходе датчика давления в топливораспреде-лительной рампе из строя может «вслепую» сработать клапан регулирования давления, задействовав функцию аварийной защиты с работой по фиксированным значениям, либо может остановиться двигатель.
Примечание
В случае неисправности датчика давления топлива в рампе следует заменить рампу в сборе!

[morskoj]

Датчик давления наддува и датчик скорости автомобиля

Датчик давления наддува и датчик скорости автомобиля

Screenshot_66.jpg (139.24 КБ) 8215 просмотров

Датчик давления наддува (BPS)

В автомобилях с турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VGT) датчик давления наддува (BPS) смонтирован на впускном коллекторе. Датчик необходим для управления положением лопастей внутри турбонагнетателя. Датчик состоит из пьезорезистивной кремниевой микросхемы и интегральной микросхемы (IC). С одной стороны кремниевой микросхемы находится абсолютный вакуум, с другой стороны действует давление в коллекторе. Перепад давления изгибает кремниевую микросхему, изменяя ее сопро-тивление и таким образом вызывая изменение напряжения сигнала на выходе. Следует заметить, что в конструкцию датчика давления наддува может входить дополнительный датчик температуры воздуха (см. раздел «Датчик температуры воздуха во впускном коллекторе» данного учебного курса).

Датчик скорости автомобиля

Сигнал датчика скорости автомобиля (VSS) подается блоком управления антиблокировочной системы ABS или системы курсовой устойчивости (ESP) на вход ЭБУ по шине CAN. Этот сигнал необходим для работы круиз-контроля.

[morskoj]

Выключатели

Выключатели

Screenshot_67.jpg (249.22 КБ) 8325 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.

Выключатель стоп-сигнала

По сигналу выключателя стоп-сигнала определяется, нажата педаль тормоза или нет. Этот сигнал используется, например, для прерывания работы круиз-контроля при нажатии педали тормоза. Это выключатель двойного действия. При отпущенной педали тормоза выключатель 1 разомкнут, а выключатель 2 замкнут. Когда педаль тормоза нажата, выключатель 1 замкнут, а выключатель 2 размокнут. ЭБУ проверяет достоверность сигнала выключателя стоп-сигнала путем мониторинга выходных сигналов его выключателей 1 и 2. Более того, достоверность работы датчика положения педали акселератора проверяется путем мониторинга выходного сигнала выключателя стоп-сигнала. Некоторые модели также включают в себя так называемую функцию резервного торможения. В этом случае при движении автомобиля, если педали тормоза и акселератора нажаты одновременно, обороты двигателя понижаются до 1200 об/мин.

Датчик выключения сцепления

По сигналу этого датчика определяется, нажата педаль сцепления или нет. Этот сигнал также применяется для отключения круиз-контроля при нажатии педали сцепления. Выключатель снабжен нормально замкнутым контактом. Падение напряжения фиксируется ЭБУ, когда педаль сцепления не нажата. ЭБУ использует сигнал датчика выключения сцепления для регулирования количества впрыскиваемого топлива перед предстоящим изменением нагрузки двигателя, например при выключении сцепления для переключения передачи или перед началом движения.

Выключатель зажигания

По сигналу включения зажигания начинается подача электропитания на различные системы и узлы. Кроме того, определяется значение напряжения в системе для компенсации пони¬женного 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.

Выключатель кондиционера

Сигнал от выключателя кондиционера и от датчика двойного или тройного давления используется для компенсации дополнительной нагрузки и поддержания стабильных оборотов холостого хода. Вместо упомянутых реле и выключателя в некоторых моделях используется автомобильный преобразователь давления (АРТ). Это датчик пьезорезис-тивного типа. Блок управления двигателем регулирует скорость вентилятора системы охлаждения двигателя и управляет электромагнитной муфтой компрессора по сигналу преобразователя АРТ.

Датчик положения рычага переключения режимов

С помощью сигнала датчика положения рычага переключения режимов ЭБУ определяет положение данного рычага. 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.

Выключатель усилителя рулевого управления

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.

[morskoj]

Прочие входные сигналы

Прочие входные сигналы

Screenshot_68.jpg (132.13 КБ) 8323 просмотра

Аккумуляторная батарея

Сигнал напряжения аккумуляторной батареи определяет напряжение в бортовой сети и используется для компенсации задержки срабатывания исполнительных механизмов, например форсунок, вызванной низким напряжением.

Связь по мультиплексной шине

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.

Диагностический разъем

Через этот разъем система получает запрос на диагностические данные от диагностического оборудования.

Иммобилайзер

Система иммобилайзера обменивается данными с ЭБУ через выделенную линию связи.

[morskoj]

Электромагнитные клапаны

Электромагнитные клапаны

Screenshot_69.jpg (249.49 КБ) 8322 просмотра

Некоторые системы управляются электромагнитными клапанами, а не непосредственно ЭБУ двигателя. В этом случае исполнительные механизмы приводятся в действие разрежением, и управление осуществляется подачей или отсутствием разрежения. Типичными примерами такого управления являются клапан EGR и заслонка управления воздушным потоком. Если требуется рециркуляция отработавших газов, блок управления посылает сигнал на соответствующий электромагнитный клапан, который, в свою очередь, открывает проход к клапану EGR. Такой способ также характерен для других систем, управляемых разрежением. Таким образом, можно не только включать и выключать системы, но и осуществлять управление расходом. Это достигается за счет использования блока управления PWM для открытия электромагнитного клапана.

[morskoj]

Прочие выходные сигналы

Прочие выходные сигналы

Screenshot_70.jpg (167.02 КБ) 8321 просмотр

Прочими выходными сигналами блока управления являются: сигнал на контрольную лампу иммобилайзера, на контрольную лампу проверки двигателя, на контрольную лампу системы предварительного подогрева и сигнал на диагностическое оборудование через диагностический разъем. Еще одним выходом ЭБУ является выход питания контура подогрева кислородного датчика и питание самого кислородного датчика. Управление вентилятором системы охлаждения осуществляется через простые реле. Обычно используются только две скорости — высокая и низкая. Если автомобиль оснащен системой кондиционирования, установлено два вентилятора.