kitayteka.ru

Выключатели

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.

Прочие входные сигналы

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.

Электромагнитные клапаны

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.

Прочие выходные сигналы

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.

Bosch CRDI, входные и выходные сигналы

Входные сигналы от кислородного датчика, датчика перепада давления и датчика температуры отработавших газов используются только в системе Bosch CRDI. Также имеются выходные сигналы (элементы), которые являются частью только системы Bosch CRDI, например механизм регулирования завихрения, привод заслонки управления воздушным потоком, электронный привод EGR.

Кислородный датчик (датчик состава топливовоздушной смеси)

Основной функцией кислородного датчика является определения соотношения воздух/ топливо в отработавших газах. На основе измерения этой величины обеспечивается наилучшая очистка отработавших газов. Кислородный датчик в дизельных двигателях позволяет осуществить более точное управление EGR и регулирование количества впрыскиваемого топлива при полной нагрузке на двигатель. Кислородный датчик является широкополосным датчиком с пред подогревом. Широкополосный кислородный датчик состоит из узкополосного датчика (состоящего, в свою очередь, из эталонной ячейки и ячейки Нернста), соединенного с электролизером. Ячейки изготовлены из диоксида циркония (ZrO2) с пористыми платиновыми электродами. Расстояние между ячейками составляет 10 50 мкм. Зазор между ячейками сообщается с окружающими отработавшими газами через небольшое отверстие. Если значение лямбда отработавших газов превышает единицу, электролизер перекачивает кислород из измерительного зазора в окружающее пространство. Это возможно, только если дизельный двигатель все время работает с избытком воздуха. Величина тока, протекающего через электролизер, является измеряемой величиной, соответствующей содержанию кислорода в отработавших газах. Высокое значение лямбда отработавших газов генерирует относительно большой ток в электролизере. ЭБУ регулирует ток в электролизере таким образом, что значение лямбда отработавших газов в камере постоянно поддерживается равным единице. При достижении лямбда = 1 напряжение, генерируемое в измерительной ячейке, равно 450 мВ. ЭБУ старается поддерживать это значение напряжения, регулируя величину тока в электролизере. Таким образом, ток в электролизере является источником информации о значении лямбда. Необходимо точно регулировать температуру кислородного датчика. ЭБУ регулирует температуру кислородного датчика, изменяя ток пред подогрева в нагревательном элементе.

Примечание
Поскольку широкополосный кислородный датчик содержит собственную внутреннюю схему, невозможно подключить к нему вольтметр или осциллограф напрямую для измерения его выходного сигнала. Широкополосный кислородный датчик выдает электрический сигнал переменной амплитуды и направления.

Примечание
После замены кислородного датчика контрольные значения необходимо ввести в память ЭБУ двигателя при помощи прибора Hi-Scan Pro!
Более подробные сведения приведены в Руководстве по ремонту или в Этапе 3 учебного руководства.

Датчик перепада давления и температуры

Датчик перепада давления

Датчик перепада давления (DPS) отслеживает количество частиц сажи в противосажевом фильтре. Датчик DPS расположен в моторном отсеке и соединен с точками измерения до фильтрующего элемента и после него при помощи металлических трубок и резиновых шлангов. Датчик DPS измеряет давление перед противосажевым фильтром и после него. Чем больше частиц сажи скапливается в противосажевом фильтре, тем меньшее коли-чество отработавших газов может пройти через фильтрующий элемент. Таким образом, растет давление перед фильтрующим элементом (противодавление). В этих условиях давление за противосажевым фильтром понижается. Разница давления измеряется дат-чиком DPS. Датчик DPS имеет пьезоэлектрический элемент. Давление в обоих шлангах действует на мембрану, которая деформируется пропорционально разнице давления. Датчик DPS реагирует только на разницу давления. Если давление по обеим сторонам датчика одинаково, датчик не фиксирует никакой разницы давления!

Примечание
После замены датчика DPS контрольные значения необходимо ввести в память ЭБУ двигателя при помощи прибора HI-SCAN Pro! Более подробные сведения приведены в Руководстве по ремонту или в Этапе 3 учебного руководства.

Датчик температуры отработавших газов

Применяются два датчика EGTS, измеряющие температуру потока отработавших газов. Датчик EGTS № 1, расположенный перед нейтрализатором окислительного типа, применя-ется для предотвращения перегрева и повреждения турбонагнетателя и нейтрализатора. Примечание: место установки датчика EGTS № 1 может различаться на разных автомо-билях! Датчик EGTS № 2, расположенный между нейтрализатором окислительного типа и противосажевым фильтром, используется ЭБУ, чтобы определить, когда отработавшие газы достигают температуры, необходимой для регенерации противосажевого фильтра. Оба датчика имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC). Выходные сигналы обоих датчиков можно найти в электрических характеристиках. В Руководстве по ремонту датчик EGTS № 1 также обозначается как T3 – VGT, а датчик EGTS № 2 как T5 CPF.

Форсунки

Момент начала впрыска и количество впрыскиваемого топлива регулируются форсунками с электрическим управлением.

Конструкция форсунки

Форсунку можно поделить на следующие функциональные блоки:

• – струйный распылитель;

• – гидравлическая сервосистема;

• – электромагнитный клапан.

Из подводящего топливопровода высокого давления топливо по каналу поступает в распылитель и через перепускное отверстие — в управляющую камеру. Управляющая камера соединяется с отводящей топливной магистралью посредством перепускного отверстия, открываемого электромагнитным клапаном. Пока перепускное отверстие закрыто, гидравлическое усилие, приложенное к управляющему плунжеру клапана, превышает усилие на фланце иглы распылителя. В результате игла прижата к седлу и изолирует канал высокого давления от камеры сгорания. При срабатывании электромагнитного клапана форсунки перепускное отверстие открывается. Это приводит к падению давления в управляющей камере и в результате гидравлическое усилие на плунжере также снижается. Как только гидравлическое усилие на плунжере становится ниже давления на фланце иглы распылителя, игла распылителя открывает канал, и топливо через наконечник распылителя поступает в камеру сгорания.

Такое непрямое управление иглой распылителя с использованием системы гидравлического увеличения силы применяется потому, что усилие, необходимое для чрезвычайно быстрого открытия иглы, не может быть произведено непосредственно электромагнитным клапаном. Так называемое управляющее количество топлива, необходимое для открытия иглы распылителя, подается дополнительно к впрыскиваемому топливу и перепускается в отводящую топливную магистраль через отверстия в управляющей камере. Помимо управляющего количества, потеря топлива также происходит на игле распылителя и направляющих плунжера клапана. Эти утечки и управляющее количество топлива возвращаются в топливный бак по отводящей топливной магистрали, к которой также подсоединены ТНВД и клапан регулирования давления.

Распылители

Распылители установлены в форсунках системы впрыска с общей топливо распределительной рампой. Форсунки, таким образом, играют роль креплений для распылителей. Распылители должны точно соответствовать режиму работы конкретного двигателя. Конструкция распылителей также является определяющим фактором для дозировки впрыскиваемого топлива (момента начала впрыска и количества впрыскиваемого топлива на градус поворота коленчатого вала), управления подачей топлива (числом и формой струй и тонкостью распыла), распределения топлива в камере сгорания, разъединения системы питания и камеры сгорания при прекращении подачи топлива. В дизельных двигателях с системой непосредственного впрыска топлива с общей топливо распредели-тельной рампой применяются цилиндрические распылители со сферической камерой с диаметром иглы 4 мм. Отверстия для впрыска расположены в оболочке конуса распылителя. Пробивка отверстий для впрыска производится при помощи электроэрозионных станков (EDM удаление частиц). Число и диаметр отверстий для впрыска зависит от количества впрыскиваемого топлива, формы камеры сгорания и завихрения воздуха в камере сгорания.

Форма камеры в наконечнике распылителя, объединяющей в себе цилиндрическую и полу-сферическую части, обеспечивает большую степень свободы конструирования в отношении числа отверстий, их длины и угла распыла. Наконечник распылителя представляет собой полусферу, что в сочетании с полусферической формой камеры внутри наконечника гарантирует одинаковую длину отверстий для впрыска.

Контур управления по току разделяет время подачи питания (время впрыска) на фазу тока срабатывания и фазу тока удержания. Контур должен работать настолько точно, чтобы гарантировать повторяемый впрыск в любых условиях работы. Кроме того, он должен сокращать потери энергии в ЭБУ и форсунках. При работающем двигателе и ТНВД, создающем давление, работу форсунки можно разделить на четыре состояния. Эти рабочие состояния являются результатом распределения сил, прилагаемых к элементам форсунки. Когда двигатель не работает и в рампе нет давления, пружина распылителя закрывает форсунку.

Форсунка закрыта (в состоянии покоя)

В состоянии покоя питание на электромагнитный клапан не подается и, таким образом, он остается закрытым. Когда перепускное отверстие закрыто, усилие пружины прижимает шарик сердечника к седлу перепускного отверстия. Высокое давление рампы передается в контрольную камеру клапана, и то же давление передается в камеру распылителя. Давление рампы, действующее на поверхность управляющего плунжера, вместе с усилием пружины распылителя удерживают распылитель в закрытом положении, противодействуя открывающей силе, приложенной к его контуру давления.

Форсунка открывается (начало впрыска)

Форсунка находится в исходном положении. На электромагнитный клапан подается ток срабатывания, обеспечивающий быстрое открытие клапана. Теперь усилие электромагнита превосходит усилие клапанной пружины, и сердечник открывает перепускное отверстие. Практически мгновенно большой ток срабатывания снижается до более длительного по времени тока удержания, требуемого для работы электромагнита. Это становится возможным, так как воздушный зазор в магнитном контуре теперь уменьшился. Когда перепускное отверстие открывается, топливо перетекает из управляющей камеры в полость над ней, а оттуда через отводящую топливную магистраль в топливный бак. Перепускное отверстие предотвращает полный баланс давления, и в результате давление в управляющей камере клапана снижается. Это приводит к тому, что давление в управляющей камере клапана становится ниже давления в камере распылителя, которое по-прежнему равно давлению в рампе. Понижение давления в управляющей камере клапана вызывает уменьшение усилия, прилагаемого к управляющему плунжеру, игла распылителя подни¬мается, и начинается процесс впрыска. Скорость поднятия иглы распылителя определяется разницей в расходе через перепускное и питающее отверстия. Управляющий плунжер достигает своего верхнего положения, где его поддерживает подушка из топлива, образу¬емая потоком топлива между перепускным и питающим отверстиями. Теперь распылитель форсунки полностью открыт, и топливо впрыскивается в камеру сгорания под давлением, почти равным давлению в рампе. Распределение усилий в форсунке схоже с распределением усилий в фазе впрыска.

Форсунка закрывается (конец впрыска)

Как только на электромагнитный клапан перестает поступать питание, усилие клапанной пружины опускает сердечник, и шарик закрывает перепускное отверстие. Сердечник состоит из двух частей. При этом, несмотря на то, что пластина сердечника направляется заплечиком поводка при движении вниз, она может преодолеть усилие возвратной пружины так, что та не окажет направленного вниз усилия на сердечник и шарик. Закрытие пере-пускного отверстия вызывает повышение давления в управляющей камере за счет подачи через питающее отверстие. Это давление равно давлению в рампе и оказывает повышен-ное усилие на управляющий плунжер через его концевую плоскость. Это усилие, вместе с усилием пружины, теперь превышает давление в камере распылителя, и игла опускается. Скорость опускания иглы распылителя зависит от расхода через питающее отверстие. Впрыск прекращается, как только игла распылителя снова приходит в соприкосновение со своим седлом.

Клапан регулирования давления в рампе

Клапан регулирования давления в топливо распределительной рампе снабжен монтажным фланцем для крепления на рампе. Для того чтобы изолировать контуры высокого и низкого давления друг от друга, сердечник прижимает шарик к седлу. Положение клапана RPCV гарантирует постоянную смазку ТНВД. На сердечник действуют две силы. Во-первых, пружина толкает сердечник вниз, а во-вторых, на сердечник действует усилие электромагнита. В целях смазки и отвода тепла сердечник в сборе постоянно омывается топливом. Клапан регулирования давления объединяет в себе два контура регулирования:

•  медленнодействующий электрический контур регулирования для настройки переменного среднего давления в рампе;

•  быстродействующий механический контур регулирования, компенсирующий колебания давления высокой частоты.

На клапан регулирования давления в рампе не подается питание

Высокое давление в рампе воздействует на клапан регулирования давления в рампе (RPCV) через вход высокого давления. Поскольку обесточенный электромагнит не оказывает усилия на сердечник, давление топлива со стороны высокого давления превышает усилие пружины, клапан открывается и остается открытым. Степень открытия зависит от подачи топлива. Пружина рассчитана таким образом, что достигается давление около 100 бар.

На клапан регулирования давления в рампе подается питание

Если давление в контуре высокого давления нужно увеличить, необходимо задействовать усилие электромагнита дополнительно к усилию пружины. На клапан регулирования давления подается питание, клапан закрывается и остается закрытым до достижения равновесия между давлением топлива со стороны высокого давления и объединенным усилием пружины и электромагнита с другой стороны. Затем клапан открывается и поддерживает давление топлива постоянным. Изменение производительности насоса или отвод топлива из контура высокого давления компенсируется перенастройкой клапана. Усилие электромагнита пропорционально току его включения, который изменяется в режиме широтно-импульсной модуляции (PWM). Частота импульсов, равная 1 кГц, достаточна для предотвращения нежелательного движения сердечника электромагнита и/или колебаний давления в рампе. Работу клапана RPCV можно проверить либо сканером HI-SCAN Pro (Текущие данные), либо при помощи осциллографа. Текущие данные показывают процент открытия клапана RPCV, когда на него подается питание. Осциллограф фиксирует длительность сигнала. Поскольку напряжение питания клапана RPCV составляет 12 В, он электрически выключен при высоком состоянии сигнала (нет разницы потенциалов).

Предохранительный клапан в ТНВД

Топливоподкачивающий насос подает топливо из топливного бака в ТНВД через входное отверстие и предохранительный клапан. Он нагнетает топливо через дроссельное отверс-тие предохранительного клапана в контур смазки и охлаждения ТНВД. Как только давление подачи превышает давление открытия предохранительного клапана, топливоподкачиваю¬щий насос подает топливо в ТНВД через впускной клапан в камеру над плунжером.

Магнитный пропорциональный клапан

Магнитный пропорциональный клапан (MPROP)

Магнитный пропорциональный клапан (MPROP) закреплен непосредственно на корпусе ТНВД. Клапан регулирует количество топлива, поступающего в ТНВД. Клапаном MPROP управляет ЭБУ двигателя по командам водителя и в зависимости от преобладающих режимов работы двигателя.

На магнитный пропорциональный клапан не подается питание: в этих условиях клапан MPROP полностью открыт. Пружина внутри клапана MPROP толкает сердечник вверх, позволяя таким образом топливу из топливоподкачивающего насоса поступать в ТНВД.

На магнитный пропорциональный клапан подается питание: для регулирования давления в контуре высокого давления электромагниту необходимо создать усилие для преодоления усилия пружины, действующего на сердечник. Клапан MPROP управляется широтно-импульсным сигналом (PWM). По сигналу PWM регулируется положение клапана, и, соответственно, количество топлива, подаваемого из топливоподкачивающего насоса в ТНВД.

Редукционный клапан в ТНВД

ТНВД в системах CRDI с регулированием давления на входе включают в себя редукционный клапан. Этот клапан обеспечивает смазку ТНВД в условиях движения автомобиля, при которых клапан MPROP полностью закрыт, например при отпущенной педали акселератора. В этих условиях топливоподкачивающий насос продолжает создавать давление, так как он соединен с приводным валом ТНВД. Давление, создаваемое топливоподкачивающим насосом, воздействует на подпружиненный плунжер. При превышении определенного значения давление превосходит усилие пружины, и открывается перепускной клапан на всасывающую сторону топливоподкачивающего насоса.

Клапан ограничения давление (первое поколение систем с входным регулированием давления)

Клапан ограничения давления выполняет ту же функцию, что и клапан избыточного давления. Если давление чрезмерно повышается, клапан ограничения давления ограничивает давление в рампе, открывая перепускной канал. Клапан ограничения давления допускает кратковременное повышение давления в топливо распределительной рампе до 1500 бар. Клапан ограничения давления является механическим устройством, состоящим из следующих элементов: корпуса с наружной резьбой (1) для крепления на рампе, соединения с возвратной магистралью, идущей к топливному баку (2), подвижного плунжера (3) и пружины (4). Конец корпуса, закрепляемый на рампе, снабжен каналом, который перекрывается коническим наконечником плунжера при контакте с седлом внутри корпуса. В нормальных условиях работы (при давлении до 1350 бар) усилие пружины прижимает плунжер к седлу, и рампа остается закрытой. Если давление в рампе превышает максимально допустимое, оно поднимает плунжер, преодолевая усилие пружины. Теперь топливо под высоким давлением может найти выход и перетекает по каналам внутрь плунжера, откуда через трубопровод коллектора возвращается в топливный бак. Когда клапан открывается, топливо покидает рампу, и давление в рампе падает.

Клапаны управления воздушными потоками

Привод заслонки управления воздушным потоком, который также называют приводом управления дросселем, смонтирован на корпусе дросселя и управляет им в режиме PWM (широтно-импульсной модуляции) по сигналу ЭБУ. Привод дроссельной заслонки состоит из электродвигателя постоянного тока, двухступенчатой передачи (с передаточным отношением 1:40), расположенной между электродвигателем и дроссельной заслонкой, датчика положения дроссельной заслонки (датчик Холла), блока управления, представляющего собой микроконтроллер, управляющий электродвигателем при помощи PWM (широтно-импульсного сигнала) от ЭБУ и возвратной пружины, возвращающей обесточенную дроссельную заслонку в открытое положение.

Ее функция описана ниже.
Функция подавления вибрации. Когда двигатель останавливается, ЭБУ предотвращает попадание воздуха во впускной коллектор, закрывая дроссельную заслонку полностью на 1,5 секунды (95% < нагрузка < 97%) для снижения вибрации двигателя.
Контроль впуска воздуха для EGR. Когда давление отработавших газов равно или ниже давления воздуха на впуске (например, при низких оборотах двигателя), отработавшие газы не попадают во впускной коллектор. В этой стадии ЭБУ прикрывает дроссельную заслонку (5% < нагрузка < 94%), чтобы уменьшить количество забираемого воздуха. Давление воздуха на впуске становится ниже давления отработавших газов.

Контроль температуры отработавших газов для регенерации противосажевого фильтра (для автомобилей с противосажевым фильтром каталитического типа). Когда противосажевому фильтру каталитического типа (CPF) требуется регенерация, ЭБУ прикрывает дроссельную заслонку (5% < нагрузка < 94%), чтобы уменьшить количество забираемого воздуха. Топливовоздушная смесь обогащается, и температура отработавших газов повышается достаточно для сжигания сажи в фильтре CPF.

Клапан рециркуляции отработавших газов с электроприводом

На автомобилях с системой непосредственного впрыска с общей топливораспредели-тельной рампой (CRDI) рециркуляция отработавших газов осуществляется по замкнутому циклу. Количество воздуха, поступающего в двигатель (степень открытия клапана EGR прямо пропорциональна количеству воздуха), измеряется датчиком массового расхода воздуха, и полученные значения сравниваются с заданными данными, хранящимися в памяти ЭБУ для каждого рабочего режима. Клапан EGR приводится в действие электро-магнитом по управляющему сигналу ЭБУ в зависимости от нагрузки на двигатель и потребности в заборе воздуха.