Блоки управления двигателем - теория, признаки неисправности

Сообщение

Блоки управления, логические ключи и перепрограммирование

Введение

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) является исключительно надежным электронным устройством, способным получать и обрабатывать информацию сотни раз в секунду. Основа ЭБУ — микропроцессор. Он обрабатывает поступающую информацию и посылает команды. Электронная система впрыска топлива контролирует подачу топлива и устанавливает определенный момент зажигания. Работа системы делится на три этапа. В соответствии с ними в нее входят три группы элементов:

▪ датчики;

▪ ЭБУ (микрокомпьютер);

▪ исполнительные устройства.

Используемые в автомобилях электронные системы призваны обеспечить высокий уровень контроля для более эффективного реагирования на внешние условия по сравнению с обычными механическими системами. В этом разделе мы более подробно остановимся на электронных системах, оборудовании и программном обеспечении. А в конце раздела подробно рассмотрим функции ЭБУ и принцип управления самодиагностикой.

Сообщение

Конструкция системы

: Схема конструкции блока управления двигателем.; Screenshot_3.jpg (166.55 КБ) 5483 просмотра

Устройства, подающие входные сигналы

Работа ЭБУ, как, впрочем, и любого другого используемого в автомобиле компьютера, невозможна без датчиков, отслеживающих работу разнообразных систем и посылающих в ЭБУ информацию об их состоянии. После поступления данных от датчиков в компьютер они сравниваются с заложенными в память компьютера стандартами, а затем компьютер генерирует сигналы в зависимости от результатов такой обработки. Единственной проблемой является то, что эти сигналы не соответствуют формату, воспринимаемому компьютером. Он понимает только цифровые сигналы и сигналы включения/выключения. Резистивный датчик посылает в компьютер сигнал в виде изменения напряжения. Этот сигнал называется аналоговым. Некоторые типы датчиков, например выключатели, посылают в компьютер цифровой сигнал. В этом случае компьютер воспринимает этот сигнал, так как у него может быть только два состояния: «ВКЛ.» и «ВЫКЛ.». Чтобы компьютер мог обработать информацию, заложенную в аналоговые сигналы, их необходимо преобразовать в цифровые.

Выходные устройства

Компьютер посылает команды исполнительным устройствам в виде цифровых сигналов. По данным сигналам исполнительное устройство либо включается на определенный промежуток времени, либо выключается. Шаговые электродвигатели, реле и электро-магнитные клапаны могут находиться в одном из двух состояний: включенном или выключенном. В некоторые исполнительные устройства, например в электродвигатель вентилятора на автомобилях с системой FATC для управления скоростью его вращения, необходимо посылать сигнал в виде изменения напряжения. В этом случае цифровой сигнал компьютера преобразуется в аналоговый устройством, известным как ЦАП (цифроаналоговый преобразователь).

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

АЦП преобразует аналоговый сигнал в двоичную систему, измеряя его при частоте, получившей название «частота выборки». Он измеряет волну сигнала и присваивает ей цифровое значение. Чем больше частота выборки, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому. В большинстве случаев каждая выборка делится на восемь разрядов. Они обозначаются «0» или «1». Восемь разрядов называются словом. Когда АЦП производит замер сигнала, он присваивает напряжению двоичное число, которое компьютер воспринимает как серию «ВКЛ.» и «ВЫКЛ.». Сигнал, преобразованный в восьмиразрядные слова, поступает в компьютер. Обработав данный сигнал, компьютер посылает исполнительным устройствам команды в виде цифровых сигналов. В большинстве случаев исполнительными устройствами являются электромагнитные клапаны и шаговые электродвигатели, которые активируются цифровыми сигналами. Однако некоторые узлы работают с переменной скоростью, поэтому они требуют команд в виде изменения напряжения. Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый служит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). В его основе лежит тот же самый принцип действия, что и в АЦП.

Сообщение

Система памяти

: Структурная схема памяти блока управления двигателем.; Screenshot_4.jpg (125.94 КБ) 5482 просмотра

Запоминающие устройства компьютера

Накопительная система компьютера, или память, представляет собой внутреннюю схему, в которой хранятся программы и информация. Память компьютера состоит из трех составляющих, в каждую из которых центральный процессор (ЦП) посылает определенный тип данных. Следовательно, при необходимости ЦП запрашивает данные из определенного запоминающего устройства. В главных запоминающих устройствах хранятся большие объемы информации и программы. Существует два типа запоминающих устройств: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

ОЗУ используется компьютером для записывания и считывания информации. В ОЗУ хранятся полученные от датчиков данные, например значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и температуры охлаждающей жидкости. ОЗУ работает как тысячи тумблеров, которые либо включаются, либо выключаются для обозначения 0 и 1. В этом виде данные хранятся в ОЗУ. Принцип работы тумблеров аналогичен подпружиненным выключателям, поэтому они должны постоянно находиться под напряжением. В противном случае хранимая ОЗУ информация будет утеряна. В большинстве компьютеров ОЗУ состоит из двух частей. Одна часть питается от выключателя зажигания. В ней хранится информация о режимах работы, например скорость автомобиля и температура охлаждающей жидкости. Другая часть — энергонезависимая — питается непосредственно от аккумуляторной батареи. Информация, которая должна сохраниться после выключения зажигания, например коды неисправности, записывается в энергонезависимое ОЗУ. Поэтому для стирания из памяти кодов DTC необходимо отсоединить провод от аккумуляторной батареи или извлечь предохранитель.

Энергонезависимая память

Некоторые компьютеры оснащаются энергонезависимым ОЗУ, данные из которого не стираются после отключения питания. Данные из такого запоминающего устройства можно стереть, только выполнив определенные действия. ЗУ такого типа используется, например, в блоке управления системы SRS (подушки безопасности).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

В ПЗУ содержатся основные алгоритмы работы компьютера. Они заносятся в микросхему при ее производстве, изменить их впоследствии невозможно. Компьютер может только считывать информацию из ПЗУ, запись и хранение информации в этом запоминающем устройстве компьютером невозможны. Поскольку данные в ПЗУ записываются при его производстве, они не удаляются при отключении питания.

Программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ)

Единственное отличие ППЗУ от ПЗУ заключается в том, что его можно один раз запрограммировать или записать в него какую-либо информацию. После этого ППЗУ устанавливается в компьютер. Компьютер считывает информацию из ППЗУ, но не может записать в него свои данные. В ППЗУ хранятся специальные алгоритмы работы компьютера, например кривая момента опережения зажигания или впрыска топлива определенного двигателя, алгоритм переключения передач АКП. Существуют также и другие типы ППЗУ, например стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства (СППЗУ). Информация стирается из таких ЗУ с помощью ультрафиолетового света. Другим типом является электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ), информация с которого стирается с помощью электрических сигналов. Последние модификации блоков управления оснащаются так называемыми флэш-СППЗУ. Данные из таких ЗУ также можно стереть с помощью электрических сигналов. Данные операции производятся изготовителем при извлечении запоминающего устройства из компьютера.

Сообщение

Структура микрокомпьютера

: Структурная схема микропроцессора блока управления двигателем.; Screenshot_5.jpg (163.57 КБ) 5481 просмотр

Основные элементы микрокомпьютера собраны на печатной плате в виде независимых интегральных микросхем или объединены в одной кремниевой микросхеме.

Блок ввода-вывода (I/O)

Блок ввода-вывода обеспечивает обмен данными с внешними устройствами. Входные сигналы запрашиваются по мере необходимости. Выходные сигналы считываются на ско-рости, подходящей для обработки, и в оптимальной последовательности или хранятся в буфере, пока в них не возникает необходимость. Выходные цепи управляют форсунками, катушками зажигания и регулятором холостого хода. Также при необходимости блок можно дополнить выходными цепями таких систем, как EGR, PCSV или VGT.

Внутренняя шина

Отдельные элементы микрокомпьютера соединены между собой внутренней шиной. Шина представляет собой параллельные линии передачи данных (адресная шина, шина данных и шина управления), к которым можно подключить большое количество элементов, выполняющих различные функции, но имеющих одинаковый электрический интерфейс. Пропускная способность шины данных — это объем информации, которая может быть передана параллельно (соответствует количеству линий шины). В ЭБУ автомобилей KIA используются 8-, 16- и 32-битные шины. Шина данных должна соответствовать пропускной способности ЦП.

Полная пропускная способность, или, другими словами, максимальное быстродействие системы, достигается в том случае, если и ЦП, и шина имеют одинаковую пропускную способность, т. е. 8-битный ЦП и 8-битная шина, 16 битный ЦП и 16 битная шина или 32 битный ЦП и 32-битная шина. Одновременно обмениваться данными по шине могут только два элемента, другие элементы должны прервать передачу своих сигналов, чтобы не препятствовать обмену данными между двумя активными элементами.

Тактовый генератор

Благодаря тактовому генератору компьютер выполняет все свои операции в определенный промежуток времени. Тактовый генератор должен соответствовать быстродействию компьютера (режим реального времени).

Регулятор напряжения

Регулятор обеспечивает подачу стабильного напряжения 5 В, необходимого для работы микрокомпьютера и датчиков.

Аналого-цифровой преобразователь

Большинство датчиков генерируют сигналы, изменяющиеся по аналогии с измеряемой переменной величиной. Однако, микрокомпьютеры обрабатывают только исчисляемые последовательности цифр. Поэтому специальное устройство — АЦП — преобразует аналоговые сигналы в цифровые.

Сообщение

Микроконтроллер

: Взаимодействие микропроцессора блока управления двигателем.; Screenshot_6.jpg (144.11 КБ) 5480 просмотров

Микроконтроллер объединяет в себе функции ЦП, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, СППЗУ или ЭСППЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Этот узел способен работать без дополнительных элементов (независимая работа). Микроконтроллер называют микрокомпьютером с одной микросхемой. Они делятся на семейства в зависимости от размера слов, которые они могут обрабатывать. Слово данных — это совместно передаваемые и обрабатываемые группы битов.

Центральный процессор (ЦП)

Технология позволяет объединить очень сложные системы в одной микросхеме. Однако, чем сложнее система, тем для меньшего количества приложений можно использовать данную систему. Таким образом, чем выше степень интеграции микросхемы, тем более специфичным становится ее назначение. ЦП работает только в составе микрокомпьютера. Он включает в себя арифметико-логическое устройство (АЛУ): арифметические (например, сложение) и логические (например, И) операции выполняются в арифметическом устройстве. Логическое устройство обеспечивает выполнение команд памяти. Мгновенные промежуточные результаты АЛУ хранятся в аккумуляторе. Блок управления управляет последовательностью выполнения операций, синхронизирует операции обработки данных, извлекает необходимые данные и обеспечивает управление вводом-выводом. Сторожевое устройство отслеживает работу микроконтроллера и при определении неисправности возвращает ЦП в первоначальное состояние.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

Краткосрочное ОЗУ обеспечивает непосредственный доступ ко всем ячейкам памяти. Информация может быть записана в ОЗУ и считана из него бесконечное множество раз. Данные должны быть в двоичной системе (1 и 0). При отключении питания данные из ОЗУ стираются. В используемом в автомобилях ОЗУ хранятся данные, необходимые для управления двигателем, и коды DTC датчиков.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ПЗУ используется только для считывания заложенных данных и не предназначено для записи новой информации. В него обычно записываются программы управления двигателем. Используются следующие типы ПЗУ.
ПЗУ: данные записываются изготовителем, их невозможно стереть.
СППЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство): данные записываются в СППЗУ с помощью ультрафиолетового луча, записывающего устройства ПЗУ, а также записывающего и стирающего устройства ПЗУ.
ЭСППЗУ (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство): конструкция аналогична СППЗУ, отличие заключается в том, что данные стираются подачей постоянного напряжения.

Флэш-память

Как и в случае с ЭСППЗУ, данные можно записать в это устройство и стереть из него с помощью электрических сигналов. Флэш-память обеспечивает простое считывание и запись данных.

Сообщение

Логический ключ И

: Логический ключ - описание работы.; Screenshot_7.jpg (128.11 КБ) 5479 просмотров

Символ логического вентиля (ключа) используется для условного обозначения электрической цепи, работающей по определенному алгоритму. С помощью логических символов можно легче и быстрее понять работу цепи, чем если бы она была изображена со всеми транзисторами, диодами и резисторами. Компьютерный язык основан на принципе включения-выключения. То же самое можно сказать и о логических схемах. Они представляют собой транзисторы, объединенные в блоки — так называемые «вентили». Вентили логически анализируют два или более сигнала. По сути, они являются выключателями. В зависимости от входного напряжения вентиль, или выключатель, либо включается, либо выключается. Существует пять логических вентилей: «И», «ИЛИ», «НЕ», «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ». Каждому вентилю соответствует свой символ и «таблица истинности», в которой собраны все комбинации входных и соответствующих выходных сигналов. Входные сигналы представляют собой последовательности цифр 0 и 1, где 0 обозначает выключенное состояние или отсутствие напряжения, а 1 — включенное состояние или наличие напряжения.

Вентиль (ключ) «И»

Вентиль «И» можно представить в виде схемы с двумя последовательно подключенными выключателями. Если один из выключателей разомкнут, схема не работает. Она также не работает, если разомкнуты оба выключателя. Для работы схемы оба выключателя должны быть замкнуты. В таблице истинности приведен принцип работы вентиля «И»: пока оба входных сигнала не будут в состоянии ВКЛ., выходной сигнал будет ВЫКЛ.

Сообщение

Логический вентиль ИЛИ

: Логический ключ ИЛИ - описание работы.; Screenshot_8.jpg (124.59 КБ) 5477 просмотров

Вентиль «ИЛИ» можно представить в виде механической схемы с двумя параллельно подключенными выключателями. Если оба выключателя разомкнуты, схема не работает. Схема начинает работать, когда хотя бы один из выключателей замкнут. Цепь работает и в случае, если оба выключателя замкнуты.

Сообщение

Логический вентиль НЕ

: Логический ключ НЕ - схема работы.; Screenshot_9.jpg (96.69 КБ) 5476 просмотров

Вентиль «НЕ» называют иногда инвертером, так как напряжение на выходе всегда противоположно напряжению на входе. Другими словами, если на входе имеется напряжение, выходной сигнал будет ВЫКЛ., и наоборот — если входной сигнал ВЫКЛ., выходной — ВКЛ. Вентиль «НЕ» можно представить в виде выключателя и реле с размыкающимися контактами. При разомкнутом выключателе питание на реле не подается, его контакты замкнуты. И наоборот: при замкнутом выключателе питание поступает на реле, и его контакты размыкаются.

Сообщение

Логические вентили И-НЕ и ИЛИ-НЕ

: Логические вентили И-НЕ и ИЛИ-НЕ; Screenshot_10.jpg (97.83 КБ) 5472 просмотра

Вентиль «И-НЕ»

Вентиль «И-НЕ» объединяет в себе два вентиля — «И» и «НЕ». Принцип его работы аналогичен вентилю «И», но выходной сигнал является противоположным входному. Другими словами, выходной сигнал будет ВКЛ. при всех входных сигналах, кроме случая, когда напряжение подается на два входа.

Вентиль «ИЛИ-НЕ»

Вентиль «ИЛИ-НЕ» объединяет в себе вентили «ИЛИ» и «НЕ». Принцип его работы аналогичен вентилю «ИЛИ», но выходной сигнал является противоположным входному. Другими словами, выходной сигнал будет ВКЛ. только в том случае, если напряжение не подается на оба входа.

Сообщение

Логический вентиль исключающее ИЛИ и триггер

: Логический вентиль исключающее ИЛИ и триггер схема работы.; Screenshot_11.jpg (126 КБ) 4380 просмотров

Вентиль «исключающее ИЛИ»

В вентиле «исключающее ИЛИ» выходные сигналы ограничены определенным количеством сочетаний входных сигналов. Четное количество 1 приравнивается к 0 или низкому уровню выходного сигнала. Нечетное количество 1 приравнивается к 1 или высокому уровню выходного сигнала. Символ логического вентиля «исключающее ИЛИ» отличается от символа вентиля «ИЛИ» тем, что в него добавлена кривая, обозначающая исключение.

Триггер

RS-триггер представляет собой два соединенных вентиля «И-НЕ». RS-триггер переключается при изменении входного сигнала 1 и 0. Особенностью данной схемы является способность запоминать или удерживать последнее входное значение 0 или 1, если оба входных сигнала равны 0.

Сообщение

Признаки неисправности

: Признаки неисправности блока управления двигателем.; Screenshot_12.jpg (165.55 КБ) 4379 просмотров

Большинство ЭБУ, например ЭБУ двигателя, ЭБУ ABS или ЭБУ системы дополнительных средств пассивной безопасности (SRS), отслеживают работоспособность элементов системы, например датчиков и исполнительных устройств. Функция самодиагностики осуществляется с помощью логических вентилей с запрограммированными пороговыми значениями. Принцип работы функции самодиагностики показан на примере датчика ЕСТ.

Признак неисправности отсутствует

ЭБУ подает на датчик ЕСТ напряжение 5 В. Сопротивление датчика изменяется в зави-симости от температуры охлаждающей жидкости. В результате изменения сопротивления изменяется напряжение, что и определяет ЭБУ. Функция самодиагностики осуществляется соединением двух вентилей «НЕ» с одним вентилем «И». Оба вентиля «НЕ» измеряют напряжение. Если значение напряжения не превышает 4,5 В, НЕ1 выводит логическую 1, если значения напряжения не менее 0,5 В, НЕ2 выводит логическую 1. Поскольку оба вентиля «НЕ» выводят логическую 1, вентиль «И» также выводит единицу, и сигнальная лампа неисправности двигателя CHECK ENGINE остается выключенной.

Признак неисправности присутствует

В этом случае НЕ1 определяет, что напряжение равно более 4,5 В. Причиной может слу-жить, например, отсоединенный разъем датчика. НЕ1 выводит логический 0. В вентиль «И» поступают два сигнала: логический 0 и логическая 1, поэтому он выводит 0, что приводит к включению сигнальной лампы CHECK ENGINE. В этом случае также регистрируется код DTC.

Сообщение

Этапы развития ЭБУ

На слайде представлены этапы развития блоков управления двигателем (с 1 го по 5 й). Разработчики стремились повысить мощность двигателя и снизить токсичность отработавших газов.

Первый этап развития ЭБУ Screenshot_13.jpg (36.73 КБ) 4378 просмотров	Программное обеспечение системы OBD, записанное в ПЗУ; Программы и информация в одном блоке; Программное обеспечение обновляется заменой ПЗУ; Перепрограммируется только на заводе-изготовителе;
Второй этап развития ЭБУ Screenshot_14.jpg (38.78 КБ) 4377 просмотров	Программное обеспечение записано в СППЗУ; Программа и/или информация хранится в блоке, частично или полностью перепрограммируется; ПЗУ модифицирован в СППЗУ; СППЗУ не ремонтопригоден и подлежит замене;
Третий этап развития ЭБУ Screenshot_15.jpg (49.94 КБ) 4376 просмотров	Программное обеспечение записано в ЭСППЗУ; Программы хранятся в фиксированных программных зонах, данные - в гибких информационных; Перепрограммирование производится без снятия с автомобиля;
Четвертый этап развития ЭБУ Screenshot_16.jpg (45.49 КБ) 4376 просмотров	Программное обеспечение записано в ЭСППЗУ 2; 2я модификация флэш-памяти; 1. Фиксированная программная зона и гибкая информационная зона; 2. Вариантное кодирование за счет активации одного из нескольких заданных вариантов;
Пятый этап развития ЭБУ Screenshot_17.jpg (47.41 КБ) 4375 просмотров	Программное обеспечение записано в ЭСППЗУ Гибкие программная и информационная зона; Обновление программного обеспечения с использованием флеш-технологий;

Сообщение

Бортовая система диагностики (OBD) бензиновых и дизельных двигателей

Бортовая система диагностики (OBD)

: Структурная схема поколений бортовой системы диагностики автомобилей.; Screenshot_18.jpg (144.55 КБ) 4374 просмотра

В апреле 1985 года Калифорнийский совет по защите воздушных ресурсов (CARB) одобрил требования, предъявляемые к бортовой системе диагностики, или системе OBD. Они распространяются на все автомобили и малотоннажные грузовые автомобили, выпускаемые с 1988 года. Согласно этим требованиям блок управления двигателем (ЭБУ) должен контролировать работоспособность узлов и деталей, влияющих на токсичность отработавших газов, и при обнаружении неисправности включать сигнальную лампу MIL. В Руководстве по ремонту соответствующей модели приведены выводимые системой OBD коды DTC и блок-схемы для выявления наиболее вероятных причин неисправностей систем управления двигателем и снижения токсичности отработавших газов. Принятие данных требований преследует следующие цели:

▪ привести уровень токсичности отработавших газов в соответствие экологическим нормам за счет предупреждения водителя о существующей неисправности;

▪ оказать помощь механикам в определении и устранении неисправностей в системе снижения токсичности отработавших газов.

Система OBD контролирует работоспособность узлов и систем, неисправность которых может привести к значительному увеличению содержания вредных веществ в отработавших газах.
К таким узлам относятся:

▪ все основные датчики двигателя;

▪ система дозирования топлива;

▪ система рециркуляции отработавших газов (EGR).

Сигнальная лампа неисправности (MIL)

Сигнальная лампа MIL включается при обнаружении неисправности и остается включенной, пока данная неисправность не будет устранена. В памяти ЭБУ сохраняется код DTC. При самодиагностике проверяется электропроводность цепи, отсутствие обрывов и наличие нормального диапазона. Сигнальная лампа MIL является также средством визуальной проверки и техобслуживания системы снижения токсичности отработавших газов. Она позволяет механику быстро определить, исправно ли функционируют системы управления двигателем/снижения токсичности отработавших газов.

Коды неисправности (DTC) системы OBD

Коды DTC генерируются системой OBD и хранятся в запоминающем устройстве ЭБУ. По ним можно определить неисправную цепь. Вне зависимости от того, является ли неисправность постоянной или плавающей, соответствующий данной неисправности код хранится в долгосрочной памяти ЭБУ. Система OBD предоставляет полезную информацию о деталях и узлах системы снижения токсичности отработавших газов, однако в стандарте системы OBD отсутствует несколько важных пунктов, что объясняется техническими ограничениями, существовавшими при принятии данного стандарта. С того времени технология сделала огромный рывок вперед. Например, была изобретена и внедрена в конструкцию автомобилей технология, отслеживающая пропуски зажигания и производительность каталитического нейтрализатора. Благодаря новым открытиям под руководством CARB была разработана более совершенная система OBD. Система OBD II, применение которой началось с 1996 модельного года, отличается функциями контроля производительности каталитического нейтрализатора, определения пропусков зажигания, контроля системы продувки адсорбера, контроля вспомогательной системы подачи воздуха и контроля количества рециркулируемых отработавших газов. С 2000 модельного года на европейском рынке начали устанавливать систему EOBD.

Сообщение

Требования, предъявляемые к бортовой системе диагностики OBD II

: Требования, предъявляемые к бортовой системе диагностики OBD II; Screenshot_19.jpg (274.39 КБ) 4371 просмотр

Одним из требований к системе OBD-II является постоянная проверка работы топливной системы и слежение за пропусками зажигания. При обнаружении неисправности должна включаться сигнальная лампа MIL, а в памяти снимков показаний датчиков должен регистрироваться и во время второго последовательного цикла движения сохраняться код DTC. Если неисправность обнаруживается в топливной системе и/или системе зажигания, в памяти снимков показаний датчиков сохраняется дополнительная информация о температуре охлаждающей жидкости. Сигнальная лампа MIL выключается после 3 последовательных циклов движения, во время которых не были обнаружены неисправности. Код DTC удаляется после 40 циклов прогрева двигателя без обнаружения неисправностей.

Система OBD-II контролирует работу следующих систем:

– каталитический нейтрализатор;

– система зажигания (определение пропусков зажигания);

– система улавливания паров топлива (обнаружение утечки);

– топливная система;

– кислородные датчики;

– система кондиционирования (утечка хладагента);

– термостат;

– система принудительной вентиляции картера (РCV);

– рециркуляция отработавших газов (поток газов);

– вспомогательная система подачи воздуха (отсутствует на автомобилях KIA);

– другие элементы.

Определение понятия «другие элементы»

Под «другими элементами» понимаются узлы и детали системы снижения токсичности отработавших газов или узлы или системы силовой передачи, которые управляются компьютером и влияют на выброс вредных веществ.

Работа системы OBD-II прекращается в следующих условиях:

– уровень топлива менее 15%;

– температура запуска двигателя менее 20°F;

– высота над уровнем моря более 8000 футов.

Сообщение

Европейская бортовая система диагностики (EOBD)

: Европейская бортовая система диагностики (EOBD); Screenshot_20.jpg (236.77 КБ) 4370 просмотров

Одним из требований к системе ЕOBD является постоянная проверка работы топливной системы и слежение за пропусками зажигания. При обнаружении неисправности должна включаться сигнальная лампа MIL, а в памяти снимков показаний датчиков должен регистрироваться и во время третьего последовательного цикла движения сохраняться код DTC. Если неисправность обнаруживается в системе снижения токсичности отработавших газов, в памяти снимков показаний датчиков сохраняется дополнительная информация о пробеге после включения лампы MIL. Сигнальная лампа MIL выключается после 3 последовательных циклов движения, во время которых не были обнаружены неисправности. Код DTC удаляется после 40 циклов прогрева двигателя без обнаружения неисправностей.

Система EOBD контролирует работу следующих систем:

– каталитический нейтрализатор;

– система зажигания (определение пропусков зажигания);

– система улавливания паров топлива (электропроводность цепи электромагнитного клапана продувки);

– топливная система;

– кислородные датчики;

– другие элементы.

Определение понятия «другие элементы»

Под «другими элементами» понимаются узлы и детали системы снижения токсичности отработавших газов или узлы или системы силовой передачи, которые управляются компьютером и влияют на выброс вредных веществ.

Работа системы EOBD прекращается в следующих условиях:

– температура запуска двигателя менее -7°C;

– высота над уровнем моря более 2500 м;

– небольшое количество пропусков зажигания при определенной частоте вращения двигателя и нагрузке на двигатель.

Сообщение

Сигнальная лампа неисправности и диагностический разъем

: Сигнальная лампа неисправности и диагностический разъем; Screenshot_21.jpg (213.61 КБ) 4369 просмотров

Сигнальная лампа MIL включается при обнаружении неисправности и остается включенной, пока данная неисправность не будет устранена. В памяти ЭБУ сохраняется код неисправности DTC. При диагностике проверяется электропроводность цепи, отсутствие обрывов и наличие нормального диапазона. Сигнальная лампа MIL является также средством визуальной проверки и техобслуживания системы снижения токсичности отработавших газов. Она позволяет механику быстро определить, исправно ли функционирует система управления двигателем/система снижения токсичности отработавших газов. Сигнальная лампа MIL включается и остается включенной после того, как обнаруживается неисправность по логике диагностирования за три цикла движения, даже если она является нерегулярной. Лампа также остается включенной после последующих запусков двигателя, даже если неисправность больше не проявляется. Сигнальная лампа MIL выключается только в том случае, если система OBD-II/EOBD не обнаруживает данную неисправность во время трех последующих циклов движения. Система OBD-II/EOBD стирает код DTC, если неисправность не определяется во время 40 последующих циклов движения (80 циклов, если относится к каталитическому нейтрализатору). Код DTC стирается с помощью диагностического прибора или отключением питания от ЭБУ.

Сигнальная лампа MIL выполняет следующие функции:

– информирует водителя о неисправности детали или узла системы снижения токсичности отработавших газов и необходимости как можно быстрее произвести техобслуживание;

– при включении зажигания и неработающем двигателе сигнальная лампа MIL включа-ется, что указывает на проверку лампы и системы до запуска двигателя. После запуска двигателя сигнальная лампа MIL выключается.

Если при работающем двигателе лампа MIL остается включенной или имеется неисправность, влияющая на мощностные показатели или токсичность отработавших газов, следует проверить систему диагностики силовой передачи.

Шина передачи данных системы OBD-II/EOBD является двунаправленной, т. е. данные по ней как принимаются, так и передаются. Благодаря этому с помощью диагностического прибора можно не только отображать поток данных, но и задействовать исполнительные устройства и посылать команды в ЭБУ. Данные передаются через клеммы 7 и 15 диагно-стического разъема DLC. Передача данных начинается по сигналу, который генерируется диагностическим прибором при выборе любой функции. При выборе функции OBD на клемму линии последовательной передачи данных SDL диагностического разъема пода-ется сигнал с импульсами переменной длительности VPW. Таким образом, налаживается обмен информацией между ЭБУ и диагностическим прибором. После этого время передачи данных делится между этими двумя устройствами: в течение определенного времени данные передаются от диагностического прибора в ЭБУ, а затем наоборот.

Сообщение

Коды неисправности DTC

: Коды неисправности DTC; Screenshot_22.jpg (136.96 КБ) 4368 просмотров

Ассоциация автомобильных инженеров (SAE) разработала для систем OBD-II/EOBD коды DTC. Выводимые системами OBD-II/EOBD коды DTC имеют собственную структуру из букв и цифр, отличающуюся у каждого изготовителя.

Сообщение

Цикл движения и прогрева

: Цикл движения и прогрева; Screenshot_23.jpg (99.81 КБ) 4367 просмотров

Цикл движения включает в себя запуск двигателя, движение, во время которого опреде-ляется неисправность (если имеется), и выключение двигателя. В данный цикл входит также цикл прогрева двигателя. Под циклом прогрева понимается работа двигателя до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не поднимается по крайней мере на 22°C после пуска двигателя и не менее чем до 70°C.

Примечание
Чтобы определить, удалось ли устранить неисправность, следует совершить по меньшей мере два проверочных цикла движения!

Сообщение

Режим проверки на холостом ходу

: Режим проверки на холостом ходу; Screenshot_24.jpg (346.06 КБ) 4366 просмотров

Цепи датчиков, генерирующих аналоговые сигналы, например датчика температуры воздуха на впуске (IAT), температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ), массового расхода воздуха (MAF) и положения дроссельной заслонки (TPS) проверяются на наличие обрыва, короткого замыкания и исправность посредством проверки напряжения при преобразовании аналогового сигнала в цифровой. После запуска двигателя, когда двигатель работает на холостом ходу, ЭБУ проверяет цепи узлов, связанных с системой управления двигателем. Данная проверка выполняется в течение первых 30 секунд после запуска двигателя. В течение 120 секунд после запуска двигателя на наличие обрыва или короткого замыкания проверяются цепи узлов, связанных с системой снижения токсичности отработавших газов, например цепь датчика IAT.

Сообщение

Режим проверки во время короткой поездки

: Режим проверки во время короткой поездки; Screenshot_25.jpg (179.35 КБ) 4657 просмотров

Некоторые выходные сигналы, например сигнал датчика MAF, ЭБУ может проверить только во время движения. Для проверки данного сигнала ЭБУ рассчитывает допустимый диапазон на основании данных датчика TPS и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Рассчитанный допустимый диапазон хранится в карте ЭБУ и отличается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, температуры воздуха на впуске и атмосферного давления (высоты над уровнем моря). Если измеренное значение выходит за пределы допустимого диапазона на определенный промежуток времени (замеряется счетчиком), в память ЭБУ заносится код DTC.

Сообщение

Режим проверки во время долгой поездки

: Режим проверки во время долгой поездки; Screenshot_26.jpg (139.49 КБ) 4654 просмотра

Некоторые элементы, например сигнал датчика ЕСТ, дополнительно проверяются ЭБУ во время движения с постоянной скоростью (в течение 10 минут) от 85 до 105 км/ч и при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1700-2500 об/мин. Сигнал датчика ЕСТ проверяется для того, чтобы исключить ситуацию, когда датчик заблокирован в определенном диапазоне показаний, что может привести к нарушению работы других функций системы OBD-II/EOBD.

Помимо датчика ЕСТ, система OBD-II проверяет также датчик температуры моторного масла и термостат.

Проверка работы термостата
Система проверяет время прогрева охлаждающей жидкости двигателя. Если температура охлаждающей жидкости не достигает определенной минимальной температуры, например 140°F/60°C за определенный промежуток времени, регистрируется неисправность «недостаточная температура при замкнутом контуре управления». Если двигатель работает в условиях, обеспечивающих образование достаточного количества тепла, охлаждающая жидкость прогревается за отведенный промежуток времени. При работе двигателя с уме-ренной нагрузкой и движении автомобиля со скоростью, превышающей определенное значение, начинает работать счетчик. Заданное/минимальное значение счетчика рассчи-тывается на основе температуры окружающего воздуха при запуске двигателя. Если полученное значение превышает заданное, а охлаждающая жидкость не прогревается до заданной температуры, регистрируется неисправность. Если температура воздуха на впуске ниже заданного значения, начинается проверка.

Пример проверки работоспособности

Автомобиль находился на стоянке 6 часов. При запуске двигателя ЭБУ определяет температуру охлаждающей жидкости и температуру воздуха на впуске. Если значение температуры охлаждающей жидкости оказывается высоким, например более 230°F/110°C), определяется, что датчик ЕСТ заклинен в этом положении.

Сообщение

Разомкнутый и замкнутый контур

: Разомкнутый и замкнутый контур; Screenshot_27.jpg (240.32 КБ) 4648 просмотров

Проверка топливной системы

ЭБУ контролирует состав отработавших газов и, в соответствии с этим, состав топливо-воздушной смеси. Это необходимо для того, чтобы каталитический нейтрализатор мог работает с максимальной производительностью, снижая токсичность отработавших газов.

Режим управления по разомкнутому контуру

ЭБУ осуществляет управление по разомкнутому контуру в следующих случаях:

– при запуске двигателя;

– при работе непрогретого двигателя;

– при резком разгоне;

– при прекращении подачи топлива;

– при полностью открытой дроссельной заслонке.

Если двигатель не переходит на управление по замкнутому контуру, это может привести к недостаточному прогреву охлаждающей жидкости, отсутствию сигнала кислородного датчика или датчика состава топливовоздушной смеси или отключению цепи нагрева-тельного элемента. При разомкнутом контуре управления ЭБУ осуществляет коррекцию продолжительности впрыска, не используя данные кислородного датчика.

Управление по замкнутому контуру

Если значение напряжение превышает 450 мВ, считается, что состав топливовоздушной смеси богаче оптимального состава, что приводит к постепенному снижению количества впрыскиваемого топлива. Продолжительность впрыска сокращается до тех пор, пока напряжение кислородного датчика не станет низким, что означает обедненную топливовоздушную смесь.

: Управление по замкнутому контуру; Screenshot_28.jpg (136.38 КБ) 4648 просмотров

При замкнутом контуре управления ЭБУ вносит небольшие коррекции в продолжительность впрыска, исходя из сигнала кислородного датчика. Благодаря этому каталитический нейтрализатор работает с максимальной производительностью.

Сообщение

Коррекция состава топливовоздушной смеси

: Коррекция состава топливовоздушной смеси; Screenshot_29.jpg (248.68 КБ) 4647 просмотров

Значение коррекции впрыска топлива по сигналу кислородного датчика зависит от многих факторов. Если значение коррекции сравнительно небольшое, например менее 10%, состав смеси корректирует ЭБУ. Если по сигналу кислородного датчика требуется коррекция в пределах +/- 20%, возможности ЭБУ по коррекции состава топливовоздушной смеси ограничиваются. ЭБУ способен произвести коррекцию по данным кислородного датчика в пределах +/- 20% от базовой продолжительности впрыска. Если значение необходимой коррекции превышает данный диапазон, требуется длительная коррекция. Значение коррекции впрыска топлива можно узнать с помощью диагностического прибора. Оно выражается в процентах или мс. Положительное значение означает, что ЭБУ увеличил продолжительность впрыска топлива, отрицательное — уменьшил. Существует два типа коррекции, влияющих на окончательную продолжительность впрыска: длительная и краткосрочная коррекция. Длительная коррекция является частью расчета базовой продолжительности впрыска. Она зависит от того, насколько состав топливовоздушной смеси соответствует расчетному. Длительная коррекция представляет собой занесенное в память значение, которое изменяется в зависимости от факторов, на которые управление системы не распространяется. Например, уровень содержания в топливе кислорода, износ двигателя, утечки топлива, пульсации давления в топливной системе и др. Значение краткосрочной коррекции прибавляется к базовой продолжительности впрыска или вычитается из нее. По данным кислородного датчика ЭБУ определяет, насколько состав топливовоздушной смеси соответствует заданному, и с помощью краткосрочной коррекции устраняет имеющееся отклонение от заданного значения.

Сообщение

Проверка топливной системы

: Проверка топливной системы; Screenshot_30.jpg (176.99 КБ) 4644 просмотра

Состояние 1: движение в обычном режиме

Топливная система работает в обычных заданных пределах. На основании нагрузки на двигатель и частоты вращения коленчатого вала базовая продолжительность впрыска рассчитывается на уровне 3,0 мс. Краткосрочная коррекция изменяется в пределах +/- 10%, выходное напряжение кислородного датчика находится в нормальных пределах.

Краткосрочная коррекция

Значение краткосрочной коррекции непостоянно, оно изменяется с поступлением новых данных от кислородного датчика. В обычном режиме данное значение коррекции часто изменяется в большую или меньшую сторону от нулевого значения коррекции и действи-тельно только при замкнутом контуре управления. Краткосрочная коррекция подачи топлива — это один из параметров данных системы EOBD. Ее значение можно узнать с помощью диагностического прибора. Значение краткосрочной коррекции зависит от выходного сигнала кислородного датчика. Если при базовой продолжительности впрыска топливовоздушная смесь обедняется, краткосрочная коррекция приводит к увеличению продолжительности впрыска топлива и, следовательно, обогащению смеси. В противном случае значение краткосрочной коррекции приобретает отрицательное значение, что приводит к сокращению продолжительности впрыска и, следовательно, обеднению смеси. Состояние, при котором значение краткосрочной коррекции колеблется около 0 (в мс), является нейтральным. В этом состоянии базовая продолжительность впрыска создает почти стехиометрический состав смеси без значительного влияния данных кислородного датчика.

Состояние 2: утечка воздуха (только что произошла)

Утечка воздуха из впускного коллектора. Базовая продолжительность впрыска остается на уровне 3,0 мс, так как не изменился ни один из сигналов, на основании которых рассчитывается базовая продолжительность впрыска. При подаче избыточного количества воздуха топливовоздушная смесь обедняется, в результате данные кислородного датчика также говорят об обеденной смеси. Сначала ЭБУ пытается скорректировать состав смеси с помощью краткосрочной коррекции, однако ее значение превышает предел в +20%, а сигнал кислородного датчика не возвращается в нормальный диапазон. В этом случае ЭБУ должен увеличить базовую продолжительность впрыска.

Длительная коррекция впрыска топлива — это один из параметров данных системы EOBD. Она представляет собой более постоянную коррекцию подачи топлива, так как является частью расчета базовой продолжительности. Значение длительной коррекции изменяется постепенно в зависимости от краткосрочной коррекции. Положительные значения означают обогащение смеси, отрицательные — обеднение. Если в течение длительного промежутка времени значение краткосрочной коррекции выходит за допустимые пределы, изменяется значение длительной коррекции, что приводит к изменению базовой продолжительности впрыска топлива. При этом значение краткосрочной коррекции возвращается в норму. В отличие от краткосрочной коррекции, влияющей на продолжительность впрыска только при замкнутом контуре управления, длительная коррекция изменяет базовую продолжи-тельность впрыска как при замкнутом, так и при разомкнутом контуре управления. Благо-даря тому, что значение длительной коррекции хранится в энергонезависимом ОЗУ и не удаляется при выключении зажигания, коррекция производится в зависимости от режима работы двигателя и состояния топлива при прогреве двигателя и полностью открытой дроссельной заслонке.

Состояние 3: утечка топлива (через 30 секунд)

ЭБУ увеличивает длительную коррекцию подачи топлива на 10%. Расход воздуха и частота вращения коленчатого вала двигателя не изменяются, однако базовая продолжительность впрыска увеличивается на 10% в соответствии с изменением значения длительной коррекции. Таким образом, базовая продолжительно впрыска равняется 3,3 мс. Подача топлива достаточна, чтобы вернуть сигнал кислородного датчика в нормальный диапазон. Колебания напряжения датчика продолжаются, однако они входят в допустимый диапазон.
Однако значения краткосрочной коррекции все еще велико — +15%.
Чтобы вывести краткосрочную коррекцию на уровень +/- 10%, ЭБУ продолжает изменять значение длительной коррекции.

Состояние 4: утечка топлива (через 60 секунд)

Другой результат изменения длительной коррекции подачи топлива. Расход воздуха и частота вращения коленчатого вала двигателя остаются такими же, как в состоянии 1, но базовая продолжительность впрыска увеличивается на 20% до 3,6 мс. В этом случае базовая продолжительность впрыска находится в пределах +/- 10% от требуемой продол-жительности. По данным кислородного датчика краткосрочная коррекция составляет +/ 10% от базовой продолжительности впрыска.

Сообщение

Переустановка параметров адаптивной коррекции

: Переустановка параметров адаптивной коррекции; Screenshot_31.jpg (161.05 КБ) 4629 просмотров

Параметры адаптивной коррекции систем управления двигателем Bosch и Siemens переустанавливаются с помощью диагностического прибора HI-SCAN Pro. Для пере-установки параметров адаптивной коррекции на автомобилях с системами управления двигателем MELCO и KIA требуется отсоединить провод от вывода аккумуляторной батареи.

Поиск неисправностей

При поиске неисправностей, влияющих на мощностные характеристики, сначала следует проверить систему передачи сигнала обратной связи кислородного датчика. Определить, работает ли автомобиль по замкнутому контуру управления и осуществляется ли коррекция чрезмерно обогащенной или обедненной смеси. Если значение коррекции подачи топлива выходит за пределы допустимого диапазона, это само по себе не является неисправ¬ностью, но указывает на наличие неисправностей. По значению коррекцию можно выявить данные неисправности. Обычно значения коррекции подачи топлива используются для:

– выполнения предварительной диагностики передачи сигнала обратной связи;

– поиска неисправности в системе снижения токсичности отработавших газов (включение сигнальной лампы MIL);

– поиска неисправностей, влияющих на мощностные характеристики, особенно тех, которые проявляются при разомкнутом контуре управления, т. е. при запуске, прогреве двигателя, разгоне;

– выполнения окончательной (после ремонта) проверки передачи сигнала обратной связи.

Вспомогательные системы и условия, влияющие на коррекцию подачи топлива

Определив причину ухудшения мощностных показателей и состав смеси (чрезмерно обедненная или обогащенная), легко выявить вспомогательные системы, влияющие на состав топливовоздушной смеси. Проверить данные системы и убедиться в их исправной работе.

Положительная коррекция состава топливовоздушной смеси

Чрезмерно большие значения коррекции указывают на обедненную смесь.
ЭБУ корректирует состав смеси, увеличивая подачу топлива форсунками.
Возможные причины:
утечки воздуха в системе впуска, засоренные форсунки, неисправности свечей зажигания или системы зажигания, неисправность датчика TPS, низкое давление в топливной системе, неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости, неисправность кислородного датчика, неисправность блока управления двигателем (ЭБУ).

Отрицательная коррекция состава топливовоздушной смеси

Чрезмерно низкие значения коррекции указывают на обогащенную смесь.
ЭБУ корректирует состав смеси, уменьшая подачу топлива форсунками.
Возможные причины:
неисправность свечей зажигания или системы зажигания, засоренный воздушный фильтр, допускающие утечки форсунки, неисправность датчика TPS, неисправность датчика ЕСТ, недостаточная компрессия, чрезмерно высокое давление в топливной системе, неисправ-ность лямбда-датчика, сопротивление контактов в ЭБУ или соединении с «массой», неисправность ЭБУ.

Сообщение

Проверка каталитического нейтрализатора

: Проверка каталитического нейтрализатора; Screenshot_32.jpg (174.27 КБ) 4628 просмотров

При проверке производительности каталитического нейтрализатора сравниваются данные кислородного датчика до (S1) и после (S2) каталитического нейтрализатора. Сравнение производится по содержанию кислорода в церии и драгоценных металлах в тонком покрытии. В нормальном состоянии, при замкнутом контуре управления, в высокопроизводительных каталитических нейтрализаторах содержится достаточно кислорода. В результате этого, по сравнению с частотой и амплитудой колебаний напряжения переднего подогреваемого кислородного датчика частота и амплитуда колебаний напряжения заднего подогреваемого кислородного датчика снижаются. По мере ухудшения производительности каталитического нейтрализатора, в результате перегрева и разрушения вследствие химических реакций, в нем снижается количество кислорода. Напряжение заднего кислородного датчика начинает колебаться с большей частотой и амплитудой, значения которых приближаются к значениям переднего датчика. Основной причиной загрязнения нейтрализатора с большим пробегом являются химические реакции (отложение фосфора на переднем блоке нейтрализатора), а не перегрев. Для определения количества кислорода в каталитическом нейтрализатора при проверке рассчитывается частота колебаний напряжения переднего и заднего кислородных датчиков при частично открытой дроссельной заслонке, замкнутом контуре управления топливной системой после прогрева двигателя и при допустимой температуре нейтрализатора. Степень колебаний определяется делением общего числа колебаний заднего кислородного датчика на число колебаний переднего датчика.

Степень колебаний, близкая к 0, указывает на большое количество кислорода в нейтрализаторе и, следовательно, его высокую углеводородную производительность. Степень колебаний, близкая к 1,0, указывает на малое количество кислорода в нейтрализаторе и, следовательно, его низкую углеводородную производительность. Если фактическая степень колебаний превосходит заданную, каталитический нейтрализатор считается неисправным. Если проверка нейтрализатора не завершается во время поездки, рас-считанные данные хранятся в энергонезависимом ОЗУ и используются для проверки каталитического нейтрализатора при следующей проверке, даже если она является короткой.

Проверка производительности каталитического нейтрализатора производится в два этапа.
– Отрицательные результаты проверки на первом этапе указывают на необходимость дальнейшей проверки.
– На втором этапе анализируются сигналы переднего и заднего кислородных датчиков, и только после этого определяется, загрязнен нейтрализатор или нет.

Такой тщательный анализ сигналов позволяет повысить точность определения производительности нейтрализатора. Отрицательный результат проверки на первом этапе НЕ указывает на неисправность каталитического нейтрализатора.
Каталитический нейтрализатор может быть на грани работоспособности, или в топливе может содержаться много серы.
[/p]

Сообщение

Проверка переднего кислородного датчика (S1)

: Проверка переднего кислородного датчика (S1); Screenshot_33.jpg (238.98 КБ) 4626 просмотров

Расширенная диагностика кислородного датчика (S1) включает в себя определение степени его загрязнения путем измерения частоты колебаний напряжения и времени образования обедненной и обогащенной смеси. Частота колебаний кислородного датчика отслеживается после запуска двигателя при замкнутом контуре управления и при замкнутом контуре управления топливной системой. Низкая частота колебаний с предельным значением краткосрочной коррекции подачи топлива, например +/- 20%, или отсутствие колебаний после запуска двигателя указывают на неисправность. Отсутствие колебаний может быть вызвано поломкой подогреваемого кислородного датчика или ненормальной работой топливной системы, поэтому для обеспечения дополнительной информации регистрируется код DTC. Коды DTC указывают, всегда ли датчик сообщал об обедненной или обогащенной смеси, был ли датчик отключен и т. д.
Сигнал заднего кислородного датчика используется для компенсации изменения сигнала переднего кислородного датчика, вызванного его загрязнением.

Цепь нагревательного элемента переднего кислородного датчика

Нормальной рабочей температурой подогреваемого кислородного датчика является 350 850°C (662 1562°F). Нагревательный элемент датчика существенно сокращает время, необходимое для начала управления подачей топлива. ЭБУ регулирует поток тока через нагревательный элемент с помощью цепи с широтно-импульсной модуляцией. При низкой температуре кислородного датчика его сопротивление также является низким, а сила тока, текущего по цепи, большой. И наоборот: по мере роста температуры резистора сокраща-ется сила тока. Если ЭБУ определяет, что цепь управления нагревательным элементом подогреваемого кислородного датчика коротко замкнута на «массу», он выводит код DTC.

Сообщение

Проверка заднего кислородного датчика

: Проверка заднего кислородного датчика; Screenshot_34.jpg (118.08 КБ) 4625 просмотров

Проверка работоспособности подогреваемого кислородного датчика производится в нормальном режиме работы автомобиля. Постоянно отслеживаются пики напряжения, соответствующие обогащенной и обедненной смеси. Если значения напряжения превы-шают установленные пороговые значения, датчик работает. Если этого не происходит в течение длительного времени при движении автомобиля, топливовоздушная смесь принудительно обедняется или обогащается для того, чтобы сигнал датчика указал на изменение состава смеси. В противном случае определяется неисправность датчика.

Цепь нагревательного элемента заднего кислородного датчика

Нормальной рабочей температурой подогреваемого кислородного датчика является 350 850°C (662 1562°F). Нагревательный элемент датчика существенно сокращает время, необходимое для начала управления подачей топлива. ЭБУ регулирует поток тока через нагревательный элемент с помощью цепи с широтно-импульсной модуляцией. При низкой температуре кислородного датчика его сопротивление также является низким, а сила тока, текущего по цепи, большой. И наоборот: по мере роста температуры резистора сокраща-ется сила тока. Если ЭБУ определяет, что цепь управления нагревательным элементом подогреваемого кислородного датчика коротко замкнута на «массу», он выводит код DTC.

Сообщение

Определение пропуска зажигания по сигналу датчика СКР

: Определение пропуска зажигания по сигналу датчика СКР; Screenshot_35.jpg (166.13 КБ) 4624 просмотра

Электронная система зажигания управляет процессом сгорания, подавая искру для воспламенения сжатой топливовоздушной смеси в определенный момент времени. ЭБУ управляет катушками зажигания и регулирует угол опережения зажигания. Это обеспечивает оптимальные характеристики работы двигателя, снижает расход топлива и токсичность отработавших газов. Под пропуском зажигания понимается отсутствие сгорания смеси в каком-либо цилиндре. Причина может крыться в топливе, зажигании или компрессии. В результате пропуска зажигания несгоревшая топливовоздушная смесь попадает в каталитический нейтрализатор. Это служит одной из причин повреждения нейтрализатора и оказывает отрицательное влияние на окружающую среду. Для предотвращения повышения токсичности отработавших газов система определяет пропуски зажигания. Пропуск зажигания определяется по сигналу сгорания, значение которого находится ниже установленного предела. Степень пропусков зажигания рассчитывается на каждые 100 тактов работы двигателя. В состав OBD должна входить соответствующая система для определения пропусков зажигания. Они могут определяться различными методами, например по частоте вращения коленчатого вала двигателя или контролю за содержанием ионов. В памяти системы заложены условия ограничения токсичности отработавших газов. Если пропуск зажигания приводит к превышению установленных ограничений, определяется цилиндр с пропуском зажигания, и регистрируется неисправность. При повторном пропуске зажигания (один или три раза в зависимости от используемой системы управления двигателем) при тех же самых условиях включается сигнальная лампа MIL и регистрируется код DTC.

Пример

В 6-цилиндровом двигателе за 100 тактов работы свечи зажигания образуют 600 искр, и если пропуски зажигания наблюдаются 12 раз, их степень рассчитывается следующим образом: 12/600  100 = 2%. По высокочастотному сигналу положения коленчатого вала ЭБУ определяет изменения скорости вращения коленчатого вала, вызванные рабочими тактами в отдельных цилиндрах. При нормальном воспламенении смеси во всех цилиндрах скорость вращения коленчатого вала увеличивается равномерно при каждом рабочем такте. Пропуск зажигания в определенном цилиндре влияет на скорость вращения коленчатого вала.

Пример

Для измерения скорости вращения коленчатого вала и его положения используется датчик СКР и зубчатое колесо с 36 зубьями, 2 из которых отсутствуют. По данным этого датчика ЭБУ определяет пропуск зажигания, цилиндр, в котором он произошел, а также степень пропусков зажигания. При пропуске зажигания, влияющем на токсичность отработавших газов, регистрируется код DTC, а также частота вращения коленчатого вала двигателя, нагрузка на двигатель и температура охлаждающей жидкости в момент пропуска зажигания. Кроме того, водитель оповещается о значительных пропусках зажигания быстрым миганием сигнальной лампы MIL. По сигналам датчиков положения коленчатого и распределительного валов ЭБУ определяет скорость вращения коленчатого вала и его положение. При воспламенении рабочей смеси и последующем рабочем такте скорость вращения вала увеличивается, поэтому ЭБУ может определять пропуски зажигания и их степень. При частичных пропусках зажигания степень ускорения коленчатого вала уменьшается. Если пропуски зажигания наблюдаются во всех цилиндрах, коленчатый вал не ускоряется вовсе.

: Пример
В 6-цилиндровом двигателе за 100 тактов работы свечи зажигания образуют 600 искр, и если пропуски зажигания наблюдаются 12 раз, их степень рассчитывается следующим образом: 12/600  100 = 2%. По высокочастотному сигналу положения коленчатого вала ЭБУ определяет изменения скорости вращения коленчатого вала, вызванные рабочими тактами в отдельных цилиндрах. При нормальном воспламенении смеси во всех цилиндрах скорость вращения коленчатого вала увеличивается равномерно при каждом рабочем такте. Пропуск зажигания в определенном цилиндре влияет на скорость вращения коленчатого вала.

Пример
Для измерения скорости вращения коленчатого вала и его положения используется датчик СКР и зубчатое колесо с 36 зубьями, 2 из которых отсутствуют. По данным этого датчика ЭБУ определяет пропуск зажигания, цилиндр, в котором он произошел, а также степень пропусков зажигания. При пропуске зажигания, влияющем на токсичность отработавших газов, регистрируется код DTC, а также частота вращения коленчатого вала двигателя, нагрузка на двигатель и температура охлаждающей жидкости в момент пропуска зажигания. Кроме того, водитель оповещается о значительных пропусках зажигания быстрым миганием сигнальной лампы MIL. По сигналам датчиков положения коленчатого и распределитель¬ного валов ЭБУ определяет скорость вращения коленчатого вала и его положение. При воспламенении рабочей смеси и последующем рабочем такте скорость вращения вала увеличивается, поэтому ЭБУ может определять пропуски зажигания и их степень. При частичных пропусках зажигания степень ускорения коленчатого вала уменьшается. Если пропуски зажигания наблюдаются во всех цилиндрах, коленчатый вал не ускоряется вовсе.; Screenshot_36.jpg (274.04 КБ) 4624 просмотра

Длина сегмента

Пропуск зажигания определяется по изменению периода сегмента. Длина сегмента используется для «запоминания» и корректировки механических неточностей в положении участка зубчатого колеса без зубьев. Сумма углов между всеми зубьями диска равняется 360°, поэтому поправочный коэффициент рассчитывается для каждого интервала, что делает значения углов между зубьями равными. ЭБУ сравнивает длину сегмента для цилиндров при прекращении подачи топлива и замедлении. С помощью данного сравнения ЭБУ адаптирует сегменты для сглаживания разности их длин.

Колесо датчика CKP — низкий уровень сигнала датчика CMP (пример: 41 зуб)

ЭБУ определяет количество зубьев от опорной точки положения коленчатого вала до точки падения сигнала датчика СМР.

Колесо датчика CKP — высокий уровень сигнала датчика CMP (пример: 99 зубьев)

ЭБУ определяет количество зубьев от опорной точки положения коленчатого вала до точки роста сигнала датчика СМР.
В некоторых системах управления двигателем, например Siemens, данный параметр отображается в текущих данных.

Сообщение

Определение движения по дороге с плохим покрытием

: Определение движения по дороге с плохим покрытием; Screenshot_37.jpg (185.35 КБ) 4862 просмотра

Определение движения по дороге с плохим покрытием

Плохое покрытие дороги также влияет на скорость вращения коленчатого вала. При движении по такой дороге изменяется угловая скорость вращения коленчатого вала. В результате ЭБУ двигателя может воспринять это как пропуск зажигания. Для предотвращения подобной ситуации необходимы дополнительные опорные входные сигналы. На автомобилях KIA используется два типа таких сигналов.

Определение движения по дороге с плохим покрытием с помощью датчика скорости переднего правого колеса

В этом случае движение по плохой дороге определяется по сигналу датчика скорости переднего правого колеса. При движении по плохой дороге изменяется скорость вращения колеса, что также изменяет амплитуду и частоту сигнала датчика скорости колеса.

Определение движения по дороге с плохим покрытием с помощью датчика ускорения

В этом случае движение по плохой дороге определяется датчиком ускорения, и ЭБУ не определяет пропуск зажигания. Датчик расположен на подкрылке левого колеса, рядом с основным каркасом шасси автомобиля. ЭБУ подает на датчик ускорения питание 5 В. Под действием продольных сил форма пьезовой диафрагмы, расположенной внутри датчика ускорения, изменяется, что приводит к изменению его сопротивления. Следова-тельно, изменяется и выходное напряжение датчика. ЭБУ обрабатывает сигнал датчика и определяет движение по дороге с плохим покрытием.

Сообщение

Определение пропуска зажигания с помощью датчика неисправности в зажигании

: Определение пропуска зажигания с помощью датчика неисправности в зажигании; Screenshot_38.jpg (259.22 КБ) 4862 просмотра

ЭБУ проверяет работу системы зажигания с помощью датчика неисправности в зажигании. Данный датчик измеряет противодействующую электродвижущую силу, образуемую в первичной обмотке и цепи для генерации сигнала неисправности в зажигании (lGf). Датчик неисправности в зажигании подключен к источнику питания (В+), «массе», первичной обмотке катушки зажигания (IG+) и линии сигнала неисправности в зажигании (IGf) (5 В от ЭБУ). При необходимости образования искры ЭБУ прекращает подачу питания (IB) на транзистор, расположенный внутри катушки зажигания. При исчезновении магнитного поля во вторичной обмотке образуется напряжение, что и приводит к образованию искры в свече зажигания. Кроме того, при этом в первичной обмотке также генерируется напряжение. Оно подается в сравнивающее устройство датчика неисправности в зажигании. Пропуск зажигания не определяется, пока измеренное значение напряжения в первичной обмотке равно или превышает справочное значение напряжения (VB) в сравнивающем устройстве. В этом случае транзистор датчика неисправности в зажигании выключается импульсным генератором. При этом линия сигнала неисправности в зажигании не подключена к «массе», поэтому ЭБУ определяет максимальное напряжение. При определении пропуска зажигания ЭБУ прекращает выключать форсунки тех цилиндров, в которых не обнаружен пропуск зажигания. Таким образом предотвращается вероятность перегрева и повреждения каталитического нейтрализатора.

Сообщение

Проверка системы улавливания паров топлива под давлением

: Проверка системы улавливания паров топлива под давлением; Screenshot_39.jpg (214.06 КБ) 4860 просмотров

На автомобилях, к которым предъявляются повышенные требования к улавливанию паров топлива, производится проверка данной системы под давлением. При поиске утечек в сис-теме улавливания паров топлива используются входной сигнал об уровне топлива (FLI), паровой клапан (VMV), нагнетательный насос и запорный клапан. Проверка герметичности системы производится при условиях, при которых образование паров и изменение давления в топливном баке сводятся к минимуму, так как это может привести к неверному включению сигнальной лампы MIL. Система проверяется через 6-8 часов после выключения двигателя и при движении с постоянной скоростью по магистрали при температуре окружающего воздуха 40-100°F. Проверка заправки производится при запуске двигателя. Если при запуске двигателя уровень топлива не менее чем на 20% больше, чем при выключении, выводится соответствующий сигнал. Он присутствует, пока не завершается эталонный режим проверки системы улавливания паров топлива (см. ниже).

Нормальный режим

В нормальном режиме электродвигатель нагнетательного насоса выключен. Пары топлива удаляются из угольного адсорбера за счет создаваемого двигателем разрежения. При этом питание на запорный клапан не подается, и он остается в открытом положении.

Эталонный режим

Паровой клапан закрыт, что герметизирует всю систему улавливания паров топлива. Запорный клапан остается открытым. Начинает работать нагнетательный насос. Он всасывает воздух через калиброванное отверстие в паровой трубке. При данных условиях измеряется потребление тока электродвигателем. На основании полученного значения производится расчет утечки (см. режим утечки).

Режим проверки

На запорный клапан подается напряжение, что открывает путь к угольному адсорберу. Электродвигатель нагнетательного насоса начинает работать, и насос нагнетает воздух в угольный адсорбер и топливный бак. При этом паровой клапан закрывается. ЭБУ измеряет потребление тока электродвигателем. При наличии утечки в системе улавливания паров топлива электродвигатель потребляет мало тока. В зависимости от измеренного значения потребления тока ЭБУ распознает небольшие (менее 0,002) и большие утечки (более 0,04).

Сообщение

Проверка системы улавливания паров топлива при разрежении

: Проверка системы улавливания паров топлива при разрежении; Screenshot_41.jpg (145.87 КБ) 4858 просмотров

На автомобилях, к которым предъявляются повышенные требования к улавливанию паров топлива, производится проверка данной системы при разрежении. При поиске утечек в системе улавливания паров топлива используются преобразователь давления в топливном баке (FTPT), электромагнитный клапан вентиляции адсорбера (CVS), входной сигнал об уровне топлива (FLI) и паровой клапан (VMV). Проверка герметичности системы производится при условиях, при которых образование паров и изменение давления в топливном баке сводятся к минимуму, так как этом может привести к неверному включению сигнальной лампы MIL. Система проверяется через 6-8 часов после выключения двигателя и при движении с постоянной скоростью по магистрали при температуре окружающего воздуха 40 100°F. Проверка заправки производится при запуске двигателя. Если при запуске двигателя уровень топлива не менее чем на 20% больше, чем при выключении, выводится соответствующий сигнал. Он присутствует, пока не завершается эталонный режим проверки системы улавливания паров топлива (см. ниже). Для герметизации системы улавливания паров топлива закрывается электромагнитный клапан вентиляции адсорбера. Затем открывается паровой клапан, и в системе создается разрежение. Если разрежение не создается, определяется большая утечка из системы. Причиной может служить неплотно закрытая крышка наливной горловины топливного бака, большое отверстие, переполненный топливный бак, отсоединенные или перекрученные паровые шланги, заклиненный в открытом положении электромагнитный клапан вентиляции адсорбера или заклиненный в закрытом положении паровой клапан. При чрезмерном начальном разрежении определяется неисправность в подаче разрежения. Причиной могут быть перекрученные паровые шланги или заклиненный в открытом положении паровой клапан. При регистрации кода неисправности последующие этапы 1 4 проверки системы улавливания паров топлива не производятся.

При достижении заданного значения разрежения паровой клапан закрывается, разрежение стабилизируется. Затем разрежение удерживается в течение определенного промежутка времени, в конце которого определяется значение разрежения. После сравнения значений начального и конечного разрежений определяется, превышает ли изменение значения разрежения коэффициент утечки. Входной сигнал уровня топлива необходим для регулировки коэффициента утечки разрежения в соответствии с объемом паров топлива в баке. На этом этапе проверки должны поддерживаться неизменные условия. При наличии чрезмерной нагрузки на двигатель, давления в топливном баке или входного сигнала уровня топлива проверка прекращается, так как эти параметры являются показателями разбрызгивания топлива. После этого проверка будет начата повторно (до 20 и более раз). Если при последующих проверках коэффициент утечки разрежения не превышается, вероятна утечка, поэтому производится окончательная проверка образования паров (этапы 3 4). При чрезмерном образовании паров включается сигнальная лампа MIL. Проверка образования паров топлива производится следующим образом: устраняется разрежение, закрывается паровой клапан, и по истечении определенного времени определяется, остается ли давление в топливном баке низким или повышается вследствие образования паров топлива. Если повышение давление вследствие образования паров топлива не превышает пороговое ограничение абсолютного давления и изменения давления, регистрируется код DTC.

Сообщение

[h3]Проверка системы улавливания паров топлива при разрежении (EOBD)[/h3]
[attachment=0]Screenshot_42.jpg[/attachment]
[p]На автомобилях с системой EOBD осуществляется проверка цепи клапана продувки адсорбера на наличие обрыва или короткого замыкания.[/p]

Сообщение

Проверка клапана EGR

: Проверка клапана EGR; Screenshot_43.jpg (221.38 КБ) 4856 просмотров

При повышении температуры в камере сгорания образуются оксиды азота (NOХ). При температуре 2500 градусов Фаренгейта и выше содержащиеся в камере сгорания азот и кислород вступают в химическую реакцию и образуют оксиды азота. Клапан системы EGR возвращает часть отработавших газов в камеру сгорания. Отработавшие газы повторно сгореть уже не могут. Они заменяют собой часть впускаемого в камеру сгорания заряда, замедляя таким образом химический процесс и охлаждая камеру сгорания на несколько сотен градусов. В результате снижается количество образуемых оксидов азота. На автомобилях с системой OBD II работа системы EGR контролируется. Предметом контроля является чрезмерно большой или малый поток отработавших газов. Для этого используется два типа проверки.

Вариант 1, с помощью датчика MAP

Контролируя изменение давления во впускном коллекторе, вызванное включением и выключением клапана EGR, ЭБУ отслеживает поток рециркулируемых отработавших газов. Например, при проведении проверки клапан EGR принудительно открывается при закрытой дроссельной заслонке (замедлении) и/или принудительно закрывается в ее постоянном положении. Одно из этих действий должно изменить давление во впускном коллекторе.

Вариант 2, с помощью краткосрочной коррекции подачи топлива

ЭБУ периодически включает/выключает клапан EGR и следит за изменением значения краткосрочной коррекции подачи топлива. При открытом клапане EGR отработавшие газы заменяют собой часть топливовоздушной смеси. При закрытом клапане EGR в камеру сгорания попадает больше кислорода, что в некоторой степени обедняет смесь. В результате от кислородного датчика в ЭБУ поступает сигнал обедненной смеси, что, в свою очередь, повышает длительность сигнала. При этом проверяется, приводит ли это к изменению сигнала кислородного датчика. Проверка повторяется, и высчитывается среднее значение.

Сообщение

Система EOBD дизельных двигателей

С января 2004 года система EOBD устанавливается на автомобили с дизельными двигателями. В зависимости от классов автомобилей применяются новые требования.
Система EOBD дизельных двигателей проверяет топливную систему, систему EGR и другие системы, а также при обнаружении неисправности включает сигнальную лампу MIL.

: С января 2004 года система EOBD устанавливается на автомобили с дизельными двигателями. В зависимости от классов автомобилей применяются новые требования.; Screenshot_44.jpg (155.25 КБ) 4855 просмотров

Сигнальная лампа неисправности (MIL)

Сигнальная лампа MIL включается при обнаружении неисправности и остается включенной, пока данная неисправность не будет устранена. В памяти ЭБУ сохраняется код DTC. При самодиагностике проверяется электропроводность цепи, отсутствие обрывов и наличие нормального диапазона. Если в трех последующих циклах движения неисправность не обнаруживается или если код DTC удаляется с помощью диагностического прибора, сигнальная лампа MIL выключается.

Коды неисправности (DTC) системы OBD

Коды DTC генерируются системой OBD и хранятся в запоминающем устройстве ЭБУ. По ним можно определить неисправную цепь. Вне зависимости от того, является ли неисправность постоянной или плавающей, соответствующий данной неисправности код хранится в долгосрочной памяти ЭБУ. Система EOBD дизельного двигателя предоставляет важную информацию о неисправностях систем и узлов, влияющих на токсичность отработавших газов.

Сообщение

Снимок показаний датчиков и сигнал готовности

: Снимок показаний датчиков и сигнал готовности; Screenshot_45.jpg (144.66 КБ) 4854 просмотра

Снимок показаний датчиков

Базовая калибровка большинства топливных систем постоянно изменяется, что необходимо для компенсации изменений атмосферного давления, температуры, расхода топлива, модификаций узлов и других факторов. Пока такие корректировки остаются в допустимых пределах, они считаются нормальными. Система EOBD дизельных двигателей предназначена также для того, чтобы определять ненормальные режимы работы топливных систем, что может быть вызвано, например, неисправной форсункой или другой неисправностью механического узла. Если такая работа продолжается более допустимого промежутка времени, регистрируется код DTC. При регистрации кода DTC запоминаются определенные параметры работы двигателя в момент регистрации кода. Данные из ЭБУ, куда они посту¬пают от датчиков, являются фактическими, а не по умолчанию или подстановочными. Данный снимок показаний датчиков можно считать с помощью диагностического прибора. При выборе в меню диагностического прибора пункта Diagnostic Trouble Codes отобража¬ются коды DTC. Для считывания снимка показаний датчиков следует нажать кнопку DTAL.

Примечание

Снимок показаний датчиков создается только для кодов DTC системы EOBD дизельного двигателя!

Сигнал готовности

Проверка готовки — это проверка, которую выполняет ЭБУ для контроля работоспособности различных узлов и систем. При получении положительных результатов проверки для проверяемой системы или функции выводится сигнал готовности.
Проверяемые узлы и системы сгруппированы в классы.
1. Топливная система: элементы топливной системы.
2. Система EGR: элементы системы EGR.
3. Другие элементы: узлы и системы, не вошедшие в два других класса.

Примечание
Состояние готовности невозможно проверить с помощью диагностического прибора.

Сообщение

Проверка топливной системы

: Проверка топливной системы; Screenshot_46.jpg (145.1 КБ) 4853 просмотра

Элементы топливной системы проверяются на наличие обрыва или короткого замыкания в цепях и нормального рабочего диапазона. К данным элементам относятся:

– датчик температуры топлива;

– регулятор давления;

– датчик давления топлива в рампе;

– форсунки.

Сообщение

Проверка системы EGR

: Проверка системы EGR; Screenshot_47.jpg (192.54 КБ) 4852 просмотра

Контролируя изменение расхода воздуха, вызванное включением и выключением клапана EGR, ЭБУ отслеживает поток рециркулируемых отработавших газов. При этом определяется неисправность и регистрируется код DTC.

Сообщение

Проверка других элементов

: Проверка других элементов; Screenshot_48.jpg (238.13 КБ) 5243 просмотра

Цепи датчиков, генерирующих аналоговые сигналы, например датчика температуры воздуха на впуске (IAT), температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ), массового расхода воздуха (MAF), положения педали акселератора (APS) и электромагнитного перепускного клапана проверяются на наличие обрыва, короткого замыкания и исправность посредством проверки напряжения при преобразовании аналогового сигнала в цифровой. ЭБУ выполняет самодиагностику при каждом включении зажигания.

Сообщение

Кислородные датчики

: Кислородные датчики; Screenshot_49.jpg (42.34 КБ) 5242 просмотра

Сообщение

Поток ионов в элементе Нернста

: Поток ионов в элементе Нернста; Screenshot_50.jpg (214.54 КБ) 5241 просмотр

Для снижения токсичности отработавших газов двигатели современных автомобилей оснащаются системами, контролирующими количество сгораемого топлива. С помощью сигнала обратной связи лямбда-датчика они призваны поддерживать состав топливо-воздушной смеси как можно ближе к стехиометрическому значению, которое считается оптимальным соотношением воздуха и топлива. Теоретически при таком составе все топливо должно сгореть. Для бензиновых двигателей это соотношение составляет 14,7:1. При изменении режимов работы двигателя и движения данное соотношение также изменяется. Оно бывает больше или меньше значения 14,7:1. В автомобилях KIA применяются различные типы кислородных датчиков. Все типы датчиков можно разделить на две группы:

– узкодиапазонные кислородные датчики;
– широкодиапазонные кислородные датчики.

К датчикам первой группы относятся, например, датчики с циркониевым и титановым элементами. Широкодиапазонный кислородный датчик, также называемый датчиком состава топливовоздушной смеси, используется как с дизельными, так и с бензиновыми двигателями.
Работа всех кислородных датчиков основана на электрохимическом принципе — принципе Нернста.

Элемент Нернста

Немецкий физик Вальтер Нернст (25 июня 1864 г. – 18 ноября 1941 г.) разработал термодинамические принципы гальванических элементов. Эти принципы были положены в основу кислородного датчика. За эту работу в 1920 г. Нернсту была присвоена Нобелевская премия. Принцип Нернста: напряжение датчика зависит от температуры датчика и степени концентрации кислорода в эталонном воздухе и отработавших газах.

Поток ионов в элементе Нернста

На поверхности пористого платинового электрода, на которую воздействуют отработавшие газы, происходит каталитическая конверсия свободных молекул кислорода с участием угарного газа, углеводородов и водорода. Датчик измеряет количество кислорода, оставшегося после конверсии. Количество оставшегося кислорода зависит от значения лямбда отработавших газов. Для работы датчика с диоксидом циркония оксиды должны быть активными. Чтобы сделать оксиды более активными, а работу датчика более стабильной, диоксид циркония смешивается с оксидом иттрия и нагревается до 450C.

Иттриевая присадка

Благодаря иттриевой присадке на поверхности циркониевого кристалла образуются дефекты — поры. В твердой двуокиси циркония некоторые ионы Zr4+ замещаются ионами Y3+. В результате образуются свободные молекулы кислорода, что позволяет анионам оксида, О2-, переместиться в твердый электролит.

Сообщение

Кислородный датчик с циркониевым элементом плоского типа

: Кислородный датчик с циркониевым элементом плоского типа; Screenshot_51.jpg (194.22 КБ) 5240 просмотров

Кислородный датчик с диоксидом циркония представляет собой гальванический кислородный элемент с твердым электролитом в виде непроницаемой керамической пластины с диоксидом циркония, стабилизированным оксидом иттрия. С одной стороны элемент подвергается воздействию окружающего воздуха, с другой — закрыт. На обеих сторонах керамического основания закреплены проницаемые платиновые электроды. Наружный платиновый электрод выполняет функцию катализатора, поддерживающего реакции в поступающих отработавших газах. Во избежание загрязнения в нем имеется пористый керамический слой. На внутреннюю сторону воздействует окружающий воздух, выполняющий роль эталона.

: Кислородный датчик с циркониевым элементом плоского типа; Screenshot_52.jpg (171.88 КБ) 5240 просмотров

Работа датчика с циркониевым элементом основана на электрохимическом принципе, принципе Нернста. При нагреве керамического электролита до температуры 350°C и более он начинает пропускать ионы кислорода. Один пористый платиновый электрод подвергается действию окружающего воздуха, другой — отработавших газов, поэтому существует разница в количестве ионов с разных сторон электролита, которая должна устраниться. В результате данной разности образуется поток ионов из атмосферного воздуха через керамику в отработавшие газы. Он и образует измеряемое напряжение. Кислородные датчики с циркониевым элементом не определяют наличие кислорода. Они генерируют напряжение, соответствующее разности его количества в атмосферном воздухе и отработавших газах. По мере изменения количества остаточного кислорода (всегда меньшего, чем эталонного значение) в отработавших газах изменяется выходное напряжение датчика с 0 до 1 В. Стехиометрическому составу топливовоздушной смеси 14,7:1 соответствует выходное напряжение датчика 0,45-0,5 В. Крайне важно понимать, что даже самые небольшие отклонения от стехиометрического состава топливовоздушной смеси приводят к резкому изменению напряжения датчика, соответствующего либо обогащенной, либо обеденной смеси. Именно поэтому такие датчики называются узкодиапазонными. Они генерируют сигнал пропорционально содержанию кислорода в отработавших газах в пределах узкого диапазона вокруг стехиометрического значения.

Узкодиапазонный кислородный датчик представляет собой переключатель, изменяющий свой сигнал с низкого значения на высокое и наоборот при каждом отклонении состава топливовоздушной смеси от стехиометрического значения. Рассчитывая среднее значение множества сигналов, ЭБУ двигателя/ЭБУ силовой передачи (РСМ) регулируют продолжи-тельность впрыска, чтобы среднее значение напряжения находилось на уровне 0,45 В. Именно поэтому при некорректно работающем или даже неисправном кислородном датчике код DTC выводится не сразу. ЭБУ отслеживает работу датчика при замкнутом контуре управления в течение определенного промежутка времени, после чего он определяет, что выходное напряжение датчика не изменяется или изменяется недостаточно быстро в пределах установленного диапазона. На это может потребоваться 3 5 минут движения с постоянной скоростью. Постоянная скорость движения обеспечивает удержание замкнутого контура управления в течение достаточного времени для получения верного среднего значения. При движении с непостоянной скоростью, например по городу, контур управления ЭБУ меняется вследствие ускорения и замедления. В результате каждого такого изменения контура управления сбрасывается среднее значение.

Сообщение

Датчик состава топливовоздушной смеси

: Датчик состава топливовоздушной смеси; Screenshot_53.jpg (160.24 КБ) 5239 просмотров

Одним из требований нового стандарта NLEV (National Low Emission Vehicle) и калифорнийских стандартов LEV (Low Emission Vehicle), ULEV (Ultra Low Emission Vehicle) и SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle) является точный контроль состава топливовоздушной смеси. Новое поколение кислородных датчиков получило название «широкодиапазонных» лямбда-датчиков или «датчиков состава топливовоздушной смеси». Они обеспечивают точную информацию о составе смеси в широком диапазоне значения, начиная от значения лямбда 0,7 (11:1) и заканчивая одним воздухом. Широкодиапазонный кислородный датчик — это 5 контактный датчик. Он определяет содержание кислорода точно так же, как и обычный кислородный датчик. Датчик имеет новейшую планарную конструкцию со специальным двусоставным сенсорным элементом для измерения содержания кисло-рода в отработавших газах. По сравнению с кислородным датчиком с циркониевым или титановым элементом широкодиапазонный датчик измеряет состав топливовоздушной смеси в более широком диапазоне.

Опорный элемент

Опорный элемент действует как обычный кислородный датчик с циркониевым элементом. В зависимости от состава смеси он генерирует напряжение. Низкое напряжение = обедненная смесь, высокое напряжение = обогащенная смесь.

Воздух

Как и в кислородном датчике с циркониевым элементом, одна сторона опорного элемента контактирует с атмосферным воздухом.

Насосный элемент

В зависимости от направления тока насосный элемент может излучать лишний кислород или забирать кислород из отработавших газов. Целью является поддержание в диффу-зионной камере значения лямбда 1.

Цепь нагревательного элемента

Нагревательный элемент доводит температуру широкодиапазонного кислородного датчика до рабочего значения 700-800°C в течение 10 секунд.

Резистор

Все широкодиапазонные кислородные датчики калибруются по отдельности, резистор, изготовленный заодно с корпусом разъема, подгоняется лазером под данное значение.

: Датчик состава топливовоздушной смеси; Screenshot_54.jpg (203.13 КБ) 5239 просмотров

Опорный элемент измеряет состав топливовоздушной смеси как узкодиапазонный кисло-родный датчик. Для более точного измерения в насосном элементе имеются подогреваемые катод и анод для всасывания кислорода из отработавших газов в диффузионную камеру между опорным и насосным элементами. Опорный и насосный элементы соединены между собой проводом таким образом, что для поддержания баланса внутри диффузионной камеры требуется ток определенной силы.

Обедненная смесь

При обедненной смеси опорный элемент вырабатывает напряжение менее 450 мВ (VS).
Цепь управления ЭБУ двигателя/ЭБУ силовой передачи (РСМ) подает на насосный элемент «положительный» ток (IP). Для поддержания значения лямбда 1 в диффузионной камере насосный элемент всасывает из нее лишний кислород. Блок РСМ рассчитывает стехиометрическое значение на основании силы и направления тока.

Обогащенная смесь

При обогащенной смеси опорный элемент вырабатывает напряжение более 450 мВ (VS).
Цепь управления блока РСМ подает на насосный элемент «отрицательный» ток (IP). Для поддержания значения лямбда 1 в диффузионной камере насосный элемент всасывает кислород из отработавших газов и нагнетает его в диффузионную камеру. Блок РСМ рассчитывает стехиометрическое значение на основании силы и направления тока.

Сообщение

Противосажевый фильтр каталитического типа

: Противосажевый фильтр каталитического типа; Screenshot_55.jpg (57.81 КБ) 5238 просмотров

Сообщение

Назначение противосажевого фильтра

: Назначение противосажевого фильтра; Screenshot_56.jpg (227.41 КБ) 5237 просмотров

Назначение противосажевого фильтра

При сгорании топлива образуются следующие вещества: углекислый газ (CO2), угарный газ (CO), углеводороды (HC), оксиды азота (NOХ) и сажа. Максимально полное сгорание топлива и, следовательно, снижение доли вредных веществ в отработавших газах обеспечивается за счет высокоточного управления впуском воздуха и впрыском топлива. В результате очистки отработавших газов из них удаляется максимально возможное количество остаточных вредных веществ. Нейтрализатор окислительного типа для дизельных двигателей снижает достаточное высокое содержание оксидов азота (NOХ) в отработавших газах. Он преобразует оксиды азота в азот, который является одним из элементов воздуха. С внедрением систем впрыска топлива с общей топливной рампой (CRDI) выброс твердых частиц на один автомобиль снизился, однако вследствие высокого давления впрыска оставшиеся твердые частицы стали крайне небольшими и, следовательно, более опасными для людей. Для соответствия стандартам с жесткими требованиями по содержанию в отработавших газах твердых частиц (EURO 4, 25 мг/км) на авто-мобили с двигателями объемом 2,0 л и более устанавливаются противосажевые фильтры.

Твердые частицы (РМ)

Данный термин появился в 1987 году, когда Управление по охране окружающей среды США разработало национальный стандарт качества воздуха в отношении твердых частиц (кратко — стандарт РМ). Данный стандарт кардинально изменил процесс определения выброса вредных веществ. С появлением стандарта основное внимание переключилось с определения количества вредных веществ в целом на вдыхаемые вредные вещества. В настоящее время самое существенное влияние на загрязнение воздуха и здоровье людей оказывают именно твердые частицы. Они становятся причиной проблем с дыханием (например, кашля), астмы и даже рака легких. Чем меньше твердые частицы (менее 0,1 микрона в диаметре), тем глубже они проникают в легкие. В твердых частицах содержатся следующие вещества:
– растворимые органические частицы: несгоревшие частицы топлива, частицы масла;
– твердые частицы: пыль, сажа, дым, туман и другие мельчайшие твердые частицы, находящиеся в воздухе;
– сульфаты: кислота или вода, например.

Сообщение

Конструкция и принцип работы

: Конструкция и принцип работы; Screenshot_57.jpg (210.23 КБ) 5236 просмотров

В автомобилестроении широко применяются два типа противосажевых фильтров: противосажевый фильтр для дизельных двигателей (DPF) и противосажевый фильтр каталитического типа (CPF). Противосажевый фильтр DPF изготавливается отдельно от нейтрализатора окислительного типа, а фильтр CPF выполнен заодно с нейтрали-затором. Фильтры DPF и CPF задерживают содержащиеся в отработавших газах частицы сажи с помощью пористого фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент может быть изготовлен из различного пористого материала, чаще всего это волокно или порошок. Волокно и порошок включают в себя керамические частицы, обычно кордиерит и карбид кремния (SiC). Фильтр имеет канальную структуру, каналы закрыты с обоих концов пористыми заглушками. Отработавшие газы проходят через пористые керамические стенки. Противосажевые фильтры характеризуются высокой степенью задержки (> 95%) частиц всех размеров. Обычно противосажевые фильтры приводят к повышению расхода топлива. Причиной тому служит регенерация (подвпрыск) и противодавление отработавшим газам, создаваемое противосажевым фильтром. Однако, в эксплуатации это практически незаметно.

Сообщение

Циклы движения и регенерация фильтра

: Циклы движения и регенерация фильтра; Screenshot_58.jpg (236.58 КБ) 5235 просмотров

Отложения твердых частиц (сажи) на стенках фильтра приводят к разнице давления, вызванной проходом отработавших газов. Таким образом, эти частицы повышают перепад давления. Для предотвращения чрезмерного противодавления выпуску отработавших газов в дизельных двигателях необходимо периодически сжигать отложившие частицы при высоком перепаде давления. Этот процесс называют регенерацией. Функция контроля перепада давления и осуществление процесса регенерации возложена на ЭБУ двигателя/ЭБУ силовой передачи. Частицы сажи сгорают при высокой температуре. Температуру отработавших газов можно повысить различными, но не противоречащими друг другу способами.

Городской цикл движения

Городской цикл движения характеризуется низкой температурой отработавших газов — примерно 200°C. В этом цикле движения в отработавших газах преобладают следующие вредные вещества: углеводороды (HC) и угарный газ (CO). Они окисляются при прохождении через нейтрализатор окислительного типа. В результате очистки из выхлопной трубы выходят только углекислый газ (СО2) и пар.

Загородный цикл движения

Для загородного цикла движения характерна температура отработавших газов, равная 300 450°C. Частицы сажи скапливаются в задней части противосажевого фильтра, как показано на рисунке 1. В этом цикле движения образуется оксид азота. При соответ-ствующей температуре, которая характерна, например, для движения с высокой скоростью, оксид азота взаимодействует с содержащимся в отработавших газах кислородом. Хими-ческая реакция образования диоксида азота (NO2) из оксида азота происходит в нейтра-лизаторе. NO2 — это химически активный газ. Как показано красной линией на рисунке 2, можно снизить отложение сажи или даже сжечь ее. Оксид азота — промежуточный продукт сгорания сажи — окисляется в нейтрализаторе и превращается в диоксид азота.

: Циклы движения и регенерация фильтра; Screenshot_59.jpg (244.94 КБ) 5235 просмотров

Движение по автомагистралям

При движении по автомагистралям температура отработавших газов превышает 600°C. На рисунке 3 изображен фильтр, заполненный сажей. Благодаря высокой скорости движе-ния температура отработавших газов достаточно высока для сжигания сажи. Сжигание сажи начинается в передней части фильтра (показано красными линиями). В результате образуется промежуточный продукт — угарный газ (СО). В нейтрализаторе он окисляется и превращается в углекислый газ (СО2). При этом температура повышается, что способ-ствует дальнейшему сжиганию сажи. Чем ближе к задней части фильтра, тем активнее протекает процесс сгорания. В этом режиме движения происходит полная регенерация фильтра без вмешательства системы управления двигателем.

Динамическая регенерация

Для повышения температуры отработавших газов до 600°C в городском цикле движения необходимо специальное управление двигателем. На рисунке 4 изображен фильтр, задняя часть которого забита сажей. В городском цикле движения реакции с диоксидом азота (NO2) недостаточно для удаления сажи. Для повышения температуры отработавших газов систе¬ма управления двигателем производит два дополнительных подвпрыска. Сажа накаляется и сгорает (см. рисунок 5). При сгорании, как обычно, образуется углекислый газ (СО2). Угар¬ный газ (СО) окисляется в нейтрализаторе. Образующееся при реакции тепло способствует дальнейшему сгоранию сажи. В таких условиях происходит полная регенерация фильтра.

Сообщение

Обзор системы

: Обзор системы; Screenshot_60.jpg (174.32 КБ) 5234 просмотра

Система каталитического противосажевого фильтра (CPF) включает в себя два датчика температуры отработавших газов (EGTS) и один датчик перепада давления (DPS). По сигналам датчиков осуществляется контроль степени засорения противосажевого фильтра и активируется цикл регенерации.

Сообщение

Датчик перепада давления и температуры

: Датчик перепада давления и температуры; Screenshot_61.jpg (158.87 КБ) 5399 просмотров

Датчик перепада давления

Датчик перепада давления (DPS) отслеживает количество частиц сажи в противосажевом фильтре. Он расположен справа от перегородки моторного отсека. Датчик соединен с точками измерения до и после фильтрующего элемента 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 количество 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 датчиком 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 следует сбросить его параметры! Более подробная информация приведена в разделе «Обслуживание и диагностика» данного пособия.

Датчик температуры

Применяются два датчика EGTS, измеряющие температуру потока отработавших газов. Датчик EGTS № 1, расположенный перед нейтрализатором окислительного типа, применяется для предотвращения перегрева и повреждения турбокомпрессора и нейтрализатора.

Примечание: место установки датчика EGTS № 1 может различаться на разных автомобилях!
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.

Сообщение

Входные и выходные сигналы

: Входные и выходные сигналы; Screenshot_62.jpg (193.37 КБ) 5398 просмотров

ЭБУ/блок РСМ постоянно рассчитывают степень засорения противосажевого фильтра (А). Она рассчитывается по данным о нагрузке на двигатель (датчик TPS) и частоте вращения коленчатого вала двигателя (датчик CKP). Кроме того, при расчете учитываются сигналы датчиков ECT, IAT, VSS, EGTS 1/2 и DPS. Регенерация фильтра также производится в загородном цикле движения. Условия для регенерации определяются датчиком EGTS № 2 и учитываются при расчете степени засорения фильтра. Исходя из вышеука-занных входных сигналов, ЭБУ двигателя/блок РСМ определяет периодичность регене-рации противосажевого фильтра. Датчик DPS динамически подтверждает расчет ЭБУ двигателя/блока РСМ (В). Если данные датчика DPS расходятся с результатами расчета ЭБУ двигателя/блока РСМ, регистрируется код DTC. При этом включается сигнальная лампа MIL.
Основными причинами регистрации кода DTC являются:
– большое количество неудачных регенераций;
– большое количество регенераций, прерванных на раннем этапе;
– засоренный противосажевый фильтр.

Динамическая регенерация

Необходимость регенерации противосажевого фильтра определяется ЭБУ двигателя/бло-ком РСМ. Во время регенерации подача топлива в цилиндры производится с двумя дополнительными подвпрысками. Первый подвпрыск почти сразу же следует за основным впрыском. Он необходим для повышения температуры сгорания примерно до 450°C. В результате увеличивается количество впрыскиваемого топлива, а клапан EGR находится в закрытом положении. ЭБУ двигателя/блок РСМ уменьшает угол открытия дроссельной заслонки для снижения количества всасываемого воздуха. Как только датчик EGTS № 2 определяет, что температура отработавших газов достигла примерно 350C, производится второй подвпрыск. Это топливо уже не сгорает в камере сгорания, а, испаряясь, попадает в нейтрализатор и там сгорает. Когда датчик EGTS № 2 определяет температуру отрабо¬тавших газов, равную 580°C, в ЭБУ двигателя/блоке РСМ включается счетчик. Примерно через семь минут ЭБУ/блок РСМ прекращает регенерацию, исключив два дополнительных подвпрыска. Количество топлива, подаваемого при подвпрыске, рассчитывается на основании нагрузки на двигатель и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Рассчитанное значение корректируется по сигналам датчиков ECT, IAT и VSS. Процесс регенерации постоянно отслеживается датчиками EGTS № 1, EGTS № 2 и DPS.

Сообщение

Оценка режима регенерации

: Оценка режима регенерации; Screenshot_63.jpg (138.46 КБ) 5397 просмотров

Если рассчитанное значение засорения фильтра достигает примерно 100%, ЭБУ двигателя/блок РСМ активирует процесс динамической регенерации.
Активация процесса динамической регенерации также происходит при следующих условиях.
1. Пробег: > 1000 км.
2. Частота вращения коленчатого вала двигателя: 1000-4000 об/мин.
3. Нагрузка на двигатель: примерно 0,7 бар (8 мг/ст).
4. Скорость автомобиля: > 5 км/ч.
5. Температура охлаждающей жидкости двигателя: > 40°C.

Рассчитанное засорение фильтра становится менее 100% после регенерации. Если реге-нерацию невозможно выполнить вследствие определенного режима движения (низкая скорость или небольшой пробег) и рассчитанная степень засорения фильтра превышает пороговое значение, регистрируется код DTC и загорается сигнальная лампа MIL. В этом случае необходимо выполнить сервисную (статическую) регенерацию.

Критерий «выключения» регенерации

Регенерация прекращается в следующих случаях.
– Температура отработавших газов, измеренная датчиком EGTS, чрезмерно высока.
– Впрыскивается чрезмерно малое или большое количество топлива.
– Слишком высокая или низкая частота вращения коленчатого вала двигателя.
– Зажигание выключено.
– Подача топлива прекращена.

Сервисная (статическая) регенерация
В определенных режимах движения, например с небольшой скоростью или на небольшие расстояния, ЭБУ двигателя/блок РСМ не могут начать процесс регенерации противоса-жевого фильтра. Постоянно включенная сигнальная лампа MIL указывает водителю на необходимость посещения станции техобслуживания. На станции выполняется сервисная (статическая) регенерация противосажевого фильтра. Более подробная информация приведена в разделе «Обслуживание и диагностика» данного пособия.