Комплексные системы управления двигателем реферат

Обновлено: 07.07.2024

Свою историю система управления двигателем ведет от объединенной системы впрыска и зажигания. Современная система управления двигателем объединяет значительно больше систем и устройств. Помимо традиционных систем впрыска и зажигания под управлением электронной системы находятся:
топливная система;
система впуска;
выпускная система;

Файлы: 1 файл

ВЕДЕНИЕ.docx

Системой управления двигателем называется электронная система управления, которая обеспечивает работу двух и более систем двигателя. Система является одним из основных электронных компонентов электрооборудовани я автомобиля.

топливная система;
система впуска;
выпускная система;
система охлаждения;
система рециркуляции отработавших газов;
система улавливания паров бензина;
вакуумный усилитель тормозов.

Термином "система управления двигателем" обычно называют систему управления бензиновым двигателем. В дизельном двигателе аналогичная система называется система управления дизелем.

Вся история развития автомобильных бензиновых двигателей связана с попытками решить две основные задачи: подать как можно больше воздуха в цилиндры двигателя и обеспечить его эффективное использование. Первым устройством, используемых в автомобилях для подачи топлива, был фитильный карбюратор. Он представлял собой емкость, заполненную пористым материалом, погруженным одним концом в легко испаряющийся бензин. Другой конец фитиля находился в потоке воздуха, поступающий в двигатель. Управление составом смеси осуществлялось путем разбавления воздуха, насыщенного парами бензина, чистым воздухом и осуществлялось водителем вручную. Следующим шагом в развитии систем подачи топлива стало использование в карбюраторах поплавковой камеры и топливных жиклеров, установленных воздушном диффузоре. И хотя эти карбюраторы были достаточно простыми, к 1915 году они уже имел все атрибуты присущие современным карбюраторам. Естественно, что обеспечить требуемый состав смеси во всем диапазоне условий работы двигателя первые карбюраторы не могли. Развитие конструкции карбюраторов было, прежде всего, направлено HS улучшение соответствия состава смеси, приготовляемой карбюратором, условиям работы двигателя, однако до конца решить эту венным недостатком карбюратора являлось то, что для образования топливоздушной смеси использовалась энергия поступающего в двигатель воздуха, что приводило к уменьшению циклового наполнения и следовательно, к падению максимальной мощности двигателя Решение задачи улучшения соответствия состава смеси условиям работы двигателя и повышения наполнения конструкторы систем питания двигателей стали искать нового пути использования внешних источников энергии для распыления топлива и приготовления топливовоздушной смеси. Так появились механические системы впрыска, использующие для приготовления топливной смеси энергию давления топлива, создаваемую топливным насосом высокого давления. И хотя, в этом случае, удалось достичь значительного увеличения мощности двигателя за счет повышения циклового наполнения проблемы связанные с управлением количеством подаваемого топлива также не были решены.

Решение задачи улучшения соответствия состава смеси условиям работы двигателя и повышения наполнения конструкторы систем питания двигателей стали искать нового пути использования внешних источников энергии для распыления топлива и приготовления топливовоздушной смеси. Так появились механические системы впрыска, использующие для приготовления топливной смеси энергию давления топлива, создаваемую топливным насосом высокого давления. И хотя, в этом случае, удалось достичь значительного увеличения мощности двигателя за счет повышения циклового наполнения проблемы связанные с управлением количеством подаваемого топлива также не был решены.

В последние годы в конструкции автомобиля произошли значительные изменения ввязанные с повсеместным внедрением электроники в устройства управления двигателем и автомобилем в целом. Радикальное решение проблемы управления топливоподачей и зажиганием стало возможно благодаря применению электрически управляемые исполнительных устройств работающих под управлением микропроцессора. И если первые электронные системы управления подачей топлива и зажиганием были электрически управляемым аналогом карбюратора, вакуумного и центробежного регуляторов зажигания, то, в настоящее время они, по сути дела, являются системами управления рабочим процессом двигателя, осуществляющими управление подачей топлива, зажиганием, наполнением цилиндров, рециркуляцией отработавших газов и многими другими параметрами. Это стало возможным благодаря применению микропроцессоров позволяющих реализовать сложные алгоритмы управления, учитывающие большинство факторов, влияющих на рабочий процесс двигателя и осуществить управление ими. Замена механических устройств управления рабочим процессом двигателя электрически управляемыми устройствами не только повысила их надежность но и позволила реализовать управление рабочим процессом двигателя на цикловом уровне.

Тем не менее, для того чтобы полностью реализовать возможности, предоставляемые применением при управлении рабочим процессом двигателя современной электроники, необходимо рассматривать систему управления рабочим процессом двигателя как неотъемлемую часть системы управления автомобилем в целом. Только в этом случае возможно создать систему управления рабочим процессом двигателя, способную удовлетворить все требования, предъявляемые к современному автомобилю.

Системы управления бензиновым двигателем.

Во всех системах без исключения впрыск осуществляется форсункой - инжектором. Форсунка состоит из корпуса, в котором установлены игольчатый клапан, стальной якорь, винтовая пружина и обмотка электромагнита. Количество вспрыскиваемого топлива определяется временем открытия электромагнитного клапана форсунки, поскольку сечение точно калибровано, а давление поддерживается постоянным. Впрыск осуществляется во впускной трубопровод на расстоянии 100-150 мм от впускного клапана. Электронный блок управления обрабатывает информацию о режиме работы двигателя и формирует электронный импульс, определяющий момент и продолжительность впрыска. Основная информация о режиме работы двигателя -частота вращения коленчатого вала двигателя и давление во впускном трубопроводе или расход воздуха (в зависимости от имеющихся датчиков).Все преимущества электронного впрыска обусловлены возможностью корректировать количество впрыскиваемого топлива в зависимости от различных факторов(рис.1)

Рис. 1. Коррекция впрыска топлива:
а - по напряжению питания; б - по температуре охлаждающей жидкости;
в - по температуре воздуха

В большинстве случаев впрыск топлива обеспечивается синхронно: за один оборот коленчатого вала двигателя выполняется один впрыск. Такой впрыск называется синхронным. Время синхронного впрыска включает в себя базовое (основное) время впрыска с учетом коэффициента коррекции и время t на изменение напряжения питания. За базовое время впрыска во впускной трубопровод поступает количество топлива, требуемое для создания теоретически необходимого коэффициента избытка воздуха. Время t впрыска на изменение напряжения питания U обусловлено изменением времени срабатывания электромагнитной форсунки (рис. 1,а).

Корректировать впрыск по изменению производительности топливного электронасоса не следует, так как в системе подачи топлива имеется регулятор давления, поддерживающий постоянное давление впрыска.
Коррекция на время прогрева холодного двигателя в зимнее время необходима с целью увеличения количества впрыскиваемого топлива, коррекция после пуска двигателя осуществляется с целью стабилизации частоты вращения коленчатого вала двигателя непосредственно после пуска. Она прекращается через определенное время после пуска. Коррекция для увеличения приемистости двигателя во время прогрева осуществляется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Во избежание перегрева двигателя, нейтрализатора и других деталей при движении в режиме максимальной мощности необходимо обогащение горючей смеси. Коррекция с учетом температуры всасываемого воздуха (рис. 1, в) необходима в связи с увеличением заряда воздуха, вызванного повышением его плотности.

Коррекция соотношения воздух - топливо обеспечивается методом обратной связи. Чтобы с помощью трехкомпонентного нейтрализатора одновременно достигнуть высокой степени очистки отработавших газов по компонентам СО, НС и N02, необходима точная регулировка коэффициента избытка воздуха X таким образом, чтобы состав смеси был максимально близок к стехиометрйческому - оптимальному соотношению между массами веществ, вступающих в химическую реакцию. С этой целью с помощью датчика, установленного в выпускной системе (лямбда-зонд), измеряется концентрация кислорода в отработавших газах. Таким образом организуется обратная связь в системе автоматической стабилизации стехиометрического состава горючей смеси. Датчик кислорода не работает, пока его температура низка. Поэтому до окончания прогрева реальное соотношение воздух -топливо определяется ЭБУ без использования датчика кислорода. При работе датчика его сигналы изменяются в зависимости от состава смеси. Подача топлива может прекращаться в двух случаях: при высокой частоте вращения коленчатого вала и в режиме принудительного холостого хода. Частота вращения коленчатого вала ограничивается во избежание преждевременного изнашивания двигателя. Режим принудительного холостого хода при не отключенной подаче топлива приводит к повышенному его расходу. Поэтому при высокой частоте вращения коленчатого вала, включенной передаче и закрытой дроссельной заслонке подача топлива прекращается. Когда частота вращения коленчатого вала двигателя падает ниже заданной, подача топлива возобновляется.

Датчики служат для преобразования неэлектрических показателей в электрические. В системах управления бензиновым двигателем устанавливаются свыше десяти датчиков, которые могут быть объединены в следующие группы: расходомеры воздуха, датчики температуры, угла открытия дроссельной заслонки, угла поворота коленчатого вала и детонации.
Принципиально различаются четыре типа расходомеров:
1. Потенциометр, управляемый поворачивающейся под воздействием воздуха заслонкой;
2. Датчик изменения перепада давления во впускном трубопроводе;
3. Датчик Кармана, измеряющий число вихрей, создаваемых воздушным насосом;
4. Термоанемометрический датчик, реагирующий на изменение сопротивления платиновой проволоки

В датчике 1-го типа воздух, проходящий в двигатель через воздушный фильтр, изменяет угол поворота подвижной заслонки, на которую, кроме скоростного напора воздуха, воздействует тарированная пружина, препятствующая повороту заслонки. При этом расход воздуха V преобразуется в соотношение напряжений Us/Uc плеч потенциометра, который непосредственно соединен с осью заслонки (рис.2,а).

Рис. 2. Характеристики датчиков:

а - расходомера воздуха; б - давления; в - Кармана; г - температуры охлаждающей жидкости

В датчике 2-го типа преобразователем давления служит кремниевый кристалл, на поверхности которого сформирован мостик сопротивлений, ток через который изменяется под действием деформаций (пьезорезистивный эффект), вызванных изменением давления р, Этот ток усиливается и вводится температурная компенсация (рис. 2,6).
Расходомер 3-го типа - датчик Кармана имеет генератор воздушных вихрей - завихритель, установленный в поток потребляемого двигателем воздуха. Число вихрей почти пропорционально расходу всасываемого воздуха. Датчик считает эти вихри и преобразует их в выходные электрические сигналы (импульсы) с резонансной частотой f (рис.2,в).
Основой конструкции датчика 4-го типа является помещенная в поток поступающего в двигатель воздуха платиновая проволока, нагреваемая электрическим током и охлаждаемая воздухом. Сопротивление проволоки изменяется под воздействием температуры пропорционально скорости воздушного потока. Поэтому по измеренной силе тока, протекающего через проволоку, косвенно судят о количестве воздуха, поступающего в двигатель.
Датчики температуры охлаждающей жидкости и воздуха представляют собой полупроводниковый элемент, сопротивление которого резко почти линейно, изменяется(рис.2,г).
Датчик угла открытия дроссельной заслонки представляет собой потенциометр, ползун которого связан с осью заслонки. Характеристика датчика линейная. Датчик кислорода - лямбда-зонд - устанавливается в выпускной системе. Он выдает данные о концентрации кислорода в отработавших газах, реагируя на отклонение от стехиометрического состава горючей смеси, попадающей в цилиндры. Датчик кислорода (рис. 3,а) представляет собой элемент из порошка 3, спеченного в виде пробирки, наружная 1 и внутренняя 4 стороны которой покрыты пористой пластиной. Наружная поверхность элемента подвергается воздействию отработавших газов. В датчике используется сильная зависимость ЭДС твердо тело гальванического элемента из двуокиси циркония или титана от концентрации кислорода. Такая электрохимическая ячейка реагирует на атомы кислорода и создает разность между корпусом 2 и внутренней стороной 4 пробирки до 1 В. Эта разность и служит управляющим сигналом (рис. 3,6), заставляющим электронный модуль изменять подачу топлива в двигатель до тех пор, пока в отработавших газах не останется свободного, т.е. не вступающего в химическую реакцию кислорода. Таким образом автоматически поддерживается стехиометрический состав рабочей смеси во всех диапазонах нагрузок и частоты вращения двигателя.

Рис.3. Устройство (а) и характеристика (б) датчика кислорода:
1 и 4 - соответственно наружная и внутренняя стороны пробирки; 2 - корпус;
3 - порошок; I и II - соответственно высокий и низкий уровни напряжения

Датчик угла поворота коленчатого вала двигателя размещается в корпусе распределителя зажигания и состоит обычно из двух катушек и двух роторов - магнитов. Одна пара катушка-ротор выдает сигнал G угла поворота коленчатого вала, другая - сигнал Ne скорости вращения коленчатого вала двигателя (рис.4). Поскольку распределитель вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал, то ротор датчика скорости имеет два выступа и за каждый оборот подает два импульса. Поэтому число импульсов равно числу оборотов коленчатого вала.

Рис.4. Сигналы датчика скорости (а) и угла поворота коленчатого вала (б)

Датчик угла поворота коленчатого вала имеет 24 выступа и за один оборот подает 24 импульса, т.е. через 15° поворота распределителя и 30° - коленчатого вала.
Датчик детонации - представляет собой пьезоэлемент, установленный в жестком корпусе, частота собственных колебаний которого равна частоте колебаний при детонации. В этот период пьезоэлемент вырабатывает максимум напряжения, так как испытывает максимальные нагрузки (рис.5).

Рис.5. Характеристика датчика
детонации (вертикальная линия обозначает
резонансную частоту)

Если двигатель имеет широкий диапазон детонационных частот f, то применяются датчики детонации нерезонансного типа.

Рис. 8. Конструктивная схема комплексной системы управления двигателем (КСУД): 1 — аккумуляторная батарея; 2 — выключатель кондиционера; 3 — выключатель зажигания; 4 — контрольная лампа неисправности КСУД; 5 — контроллер; 6 — датчик скорости движения; 7 — датчик положения рычага переключения передач; 8 — распределитель зажигания (с датчиком положения распределительного вала и частоты вращения коленчатого вала двигателя и блоком зажигания); 9 — каталитический нейтрализатор; 10 — датчик содержания кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд); 11 — свеча зажигания; 12 — топливная форсунка; 13 — регулятор давления топлива; 14 — регулятор холостого хода; 15 — регулятор ускоренного холостого хода; 16 — терморегулятор повышенных оборотов холостого хода на холодном двигателе; 17 — измеритель массового расхода воздуха; 18 — корпус дроссельной заслонки; 19 — датчик положения дроссельной заслонки; 20 — воздушный фильтр; 21 — электромагнитный клапан регенерации паров топлива и рециркуляции отработавших газов (РОГ); 22 — клапан рециркуляции отработавших газов; 23 — клапан дифференциального давления; 24 — топливный бак; 25 — топливный насос; 26 — абсорбер; 27 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 28 — топливный фильтр

Автомобили оснащены комплексной системой управления двигателем (КСУД) Nissan ECCS. КСУД предназначена для управления впрыском топлива и углом опережения зажигания (УОЗ). Она состоит из двух подсистем: управления впрыском топлива и управления УОЗ. Обе системы взаимосвязаны и работают синхронно. Синхронизация работы подсистемы и основной работы двигателя осуществляется контроллером по сигналам датчиков. Единый для обеих подсистем контроллер на основе информации, получаемой от датчиков, в соответствии с заложенной в память программой управляет исполнительными устройствами. При этом автоматически оптимизируется УОЗ, количество и момент подачи топлива в зависимости от режима работы двигателя. При нарушении работы некоторых датчиков контроллер переходит на резервную программу управления. Это позволяет продолжить движение на автомобиле в случае неисправности.

Подсистема управления впрыском топлива

Основными параметрами, определяющими работу подсистемы, служат количество поступающего воздуха, положение дроссельной заслонки, температура охлаждающей жидкости, режим работы двигателя и положение коленчатого и распределительного валов. По сигналам, поступающим от датчика содержания кислорода в отработавших газax, ведется постоянная коррекция состава горючей смеси. В систему управления двигателем входит также система рециркуляции отработавших газов. Одновременную работу подсистем управления впрыском топлива и управления углом опережения зажигания выполняет контроллер по сигналам, поступающим от датчиков. Кроме того, контроллер прекращает подачу топлива при превышении максимально допустимой частоты вращения двигателя, а также управляет работой двигателя на принудительном холостом ходу до снижения частоты вращения коленчатого вала до 2000 мин—1. Если на автомобиле установлен иммобилайзер, контроллер проводит сравнение сигнала, поступающего с выключателя зажигания, и сигнала, занесенного в его память. Контроллер выдает сигнал для подключения или отключения питания к системе управления двигателем. Если на автомобиле установлен кондиционер, контроллер управляет реле включения электромагнитной муфты компрессора, предотвращая нарушение работы двигателя. В случае выхода из строя какого-либо прибора или датчика контроллер в зависимости от неисправности переходит на резервный режим работы двигателя. В контроллере имеется программа слежения за работой узлов системы и записи в память кодов неисправностей в случае возможных сбоев в их работе. Считывание информации из памяти возможно только при помощи специальной диагностической аппаратуры, которая подключается к колодке разъема диагностики, расположенной под блоком предохранителей в салоне автомобиля. Диагностическая аппаратура позволяет, кроме того, регулировать содержание СО в отработавших газах.

Контроллер представляет собой микропроцессор с цифровым программным управлением и колодкой штепсельного разъема с 64 выводами

При возникновении неисправности КСУД в комбинации приборов загорается индикатор оранжевого цвета, что свидетельствует о необходимости принятия мер для устранения дефекта. Тем не менее контроллер обеспечит работу двигателя по обходной программе, что позволит двигаться на автомобиле при некотором ухудшении его экономических и динамических показателей. Упомянутый индикатор зажигается при включении зажигания и гаснет через несколько секунд после запуска двигателя. Если на автомобиле установлен иммобилайзер, то контрольная лампа информирует водителя об его исправности: мигание лампы при включении зажигания сигнализирует о неисправности иммобилайзера.

Реле включения электромагнитной муфты компрессора кондиционера находится в монтажном блоке, расположенном на правом крыле в моторном отсеке.

Электромагнитный клапан системы РОГ и продувки абсорбера управляется контроллером, расположен с левой стороны впускного трубопровода в моторном отсеке. Клапан позволяет всасывать пары топлива и проводить рециркуляцию отработавших газов в зависимости от режима работы двигателя, температуры охлаждающей жидкости, количества поступающего воздуха, положения дроссельной заслонки и скорости движения автомобиля. Рециркуляции отработавших газов и всасывания паров топлива не происходит в следующих случаях:

— во время запуска двигателя;

— на холодном или перегретом двигателе;

— при максимальной нагрузке двигателя;

— при ускоренном холостом ходе;

— при скорости движения автомобиля менее 10 км/ч;

— при выходе из строя измерителя массового расхода воздуха.

Измеритель массового расхода воздуха (рис. 2.93) марки Hitachi термоанемометрического типа, обеспечивающий измерение объема всасываемого воздуха независимо от атмосферного давления и температуры воздуха. Поступающий в двигатель воздух обтекает тонкую платиновую нить накала, установленную в измерителе. Нить накала является частью мостовой схемы, диагональное напряжение которой регулируется на ноль путем изменения тока нагрева. Температура нагрева нити поддерживается постоянной с помощью электронной схемы управления. При увеличении массы всасываемого воздуха соответствующим образом автоматически возрастает ток накала, сохраняя тем самым постоянную температуру нити. Ток накала служит мерой массы воздуха, всасываемого двигателем. Параметром, определяющим массовый расход воздуха, поступающего в двигатель, является напряжение, необходимое для поддержания постоянной температуры нити накала. В течение 1 с после каждой остановки двигателя по команде контроллера нить нагревается до очень высокой температуры для удаления загрязнений, которые могли бы исказить выходной сигнал. Напряжение питания датчика 12 В.

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в выходном штуцере головки блока цилиндров сзади впускного трубопровода справа. Внутреннее сопротивление датчика уменьшается пропорционально повышению температуры охлаждающей жидкости. Цвет маркировки: штепсельный разъем серого цвета. Напряжение питания 5 В.

Оптоэлектронный датчик положения распределительного вала и частоты вращения двигателя состоит из диска с прорезями. Напротив прорезей с одной стороны диска установлены два светодиода, с другой — два фотодиода. Диск вращается вместе с валиком датчика-распределителя. На диске имеется два ряда прорезей. Ближе к краю расположено 360 прорезей. Угол между соседними прорезями соответствует 1° угла поворота коленчатого вала. Ближе к центру диска четыре прорези являются метками положения поршней в цилиндрах. Самая широкая прорезь служит меткой для 1-го цилиндра.

При работающем двигателе светодиоды освещают вращающийся диск. Свет этих диодов проходит сквозь чередующиеся прорези и попадает на фотодиоды, которые соединены с блоком, формирующим импульсы. После обработки в блоке управления сигналы от 360 прорезей определяют частоту вращения коленчатого вала. Четыре другие прорези определяют порядок зажигания. На основании указанной информации блок управления устанавливает оптимальный угол опережения зажигания и управляет коммутатором, через который получает питание первичная обмотка катушки зажигания.

Датчик содержания кислорода в отработавших газах со встроенным нагревательным элементом, крепится на выпускном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором. Датчик подает на контроллер сигнал напряжением от 0,1 до 0,8 В в зависимости от содержания кислорода в отработавших газах, т.е. от степени обогащения горючей смеси. Контроллер поддерживает степень обогащения смеси в соответствии с напряжением, подаваемым датчиком. Во время запуска холодного двигателя и при полной нагрузке контроллер не реагирует на сигналы, поступающие с датчика.

В системе выпуска отработавших газов установлены два нейтрализатора отработавших газов, один из которых располагается в выпускном коллекторе, а другой вмонтирован в выпускной тракт.

Датчик давления в системе гидроусилителя рулевого управления находится на выходном штуцере трубопровода высокого давления насоса гидроусилителя справа сзади в моторном отсеке. При достижении на холостом ходу двигателя предельного давления в системе гидроусилителя датчик передает контроллеру соответствующий сигнал и контроллер при помощи регулятора холостого хода повышает обороты двигателя. Напряжение питания 5 В.

Подсистема управления углом опережения зажигания

Система зажигания бесконтактная батарейная транзисторная с механическим распределителем. В состав подсистемы входит датчик-распределитель зажигания марки Hitachi, включающий в себя встроенный блок зажигания и оптоэлектронный датчик положения распределительного вала и частоты вращения двигателя. Блок зажигания, в свою очередь, состоит из катушки зажигания, конденсатора и коммутатора. В жгут проводов блока зажигания встроен контрольный резистор. Распределитель зажигания приводится во вращение от распределительного вала выпускных клапанов.

Начальный угол опережения зажигания (при отключенном разъеме датчика положения дроссельной заслонки): 10±2 град

Состав горючей смеси и угла опережения зажигания с учетомусловий работы двигателя оптимизирует микропроцессорный блок управления. Система ʼʼMotronicʼʼ также выполняет функции ЭПХХ.

Для управления углом опережения зажигания в блок управления 4 (рис. 3.20) подаются импульсы от датчиков 7 и 12 частоты вращения и положения коленчатого вала двигателя. Обработка информации от датчиков осуществляется в течение одного оборота коленчатого вала. Блок управления выбирает промежуточное значение из двух ближайших точек каждой программы и подает сигналы, управляющие подачей топлива и углом опережения зажигания. В запоминающем устройстве блока управления заложены оптимальные характеристики как для установившихся, так и для неустановившихся режимов работы двигателя.

Рис. 3.19. Структурная схема комплексной системы управления двигателем ʼʼМotronicʼʼ

Рис. 3.20. Система зажигания в комплексной системе управления двигателем ʼʼMotronicʼʼ

а - схема системы зажигания; б - датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 1 - выключатель зажигания; 2 - катушка зажигания; 3 - распределитель; 4 - блок управления комплексной системы; 5 - аккумуляторная батарея; 6 - постоянный магнит; 7 - датчик частоты вращения вала; 8 - картер маховика; 9 - обмотка датчика; 10 - венец маховика; 11 - штырь указателя положения вала; 12 - датчик положения коленчатого вала.

Взаимосвязанное управление впрыскиванием топлива и зажиганием средствами электроники позволяет в большей степени приблизить программу управления углом опережения зажигания к оптимальной (рис. 3.24).

Количество впрыскиваемого топлива устанавливается блоком управления с учетом информации от датчиков, измеряющих объём и температуру воздуха на впуске, частоту вращения коленчатого вала, нагрузку двигателя и температуру охлаждающей жидкости. Основным из этих параметров, от которых зависит дозирование впрыскиваемого топлива, является расход воздуха.

Рис. 3.24. Диаграммы углов опережения зажигания для различных систем управления:

а - микропроцессорной системы зажигания; б - системы с центробежно-вакуумным автоматом

Схема системы управления двигателем ʼʼMotronic 1.1-1.3ʼʼ приведена на рис. 3.25.

Рис. 3.25. Комплексная система управления двигателем ʼʼMotronic 1.1-1.3ʼʼ:

1 - топливный бак; 2 - топливный насос; 3 - топливный фильтр; 4 - регулятор давления топлива; 5 - катушка зажигания; 6 - измеритель расхода воздуха; 7 - форсунка; 8 - распределитель зажигания; 9 - выключатель (потенциометр) дроссельной заслонки; 10 - контроллер; 11 - поворотный регулятор холостого хода; 12 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 13 - датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя; 14 - адсорбер с активированным углем; 15 - клапан вентиляции;16 – реле включения топливного насоса

Комплексные системы управления двигателем - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Комплексные системы управления двигателем" 2017, 2018.

Генератором развития систем управления двигателем в мире является немецкая фирма Bosch. Технический прогресс в области электроники, жесткие нормы экологической безопасности обусловливают неуклонный рост числа подконтрольных систем двигателя.

Свою историю система управления двигателем ведет от объединенной системы впрыска и зажигания. Современная система управления двигателем объединяет значительно больше систем и устройств. Помимо традиционных систем впрыска и зажигания под управлением электронной системы находятся: топливная система, система впуска, выпускная система, система охлаждения, система рециркуляции отработавших газов, система улавливания паров бензина, вакуумный усилитель тормозов.

Система управления двигателем включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные устройства систем двигателя.

Электронный блок управления двигателем принимает информацию от датчиков и в соответствии с заложенным программным обеспечением формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства систем двигателя. В своей работе электронный блок управления взаимодействует с блоками управления автоматической коробкой передач, системой ABS (ESP), электроусилителя руля, подушками безопасности и др.

Исполнительные устройства входят в состав конкретных систем двигателя и обеспечивают их работу. Исполнительными устройствами топливной системы являются электрический топливный насос и перепускной клапан. В системе впрыска управляемыми элементами являются форсунки и клапан регулирования давления. Работа системы впуска управляется с помощью привода дроссельной заслонки и привода впускных заслонок.

Катушки зажигания являются исполнительными устройствами системы зажигания. Система охлаждения современного автомобиля также имеет ряд компонентов, управляемых электроникой: термостат (на некоторых моделях двигателей), реле дополнительного насоса охлаждающей жидкости, блок управления вентилятора радиатора, реле охлаждения двигателя после остановки.

В выпускной системе осуществляется принудительный подогрев кислородных датчиков и датчика оксидов азота, необходимый для их эффективной работы. Исполнительными устройствами системы рециркуляции отработавших газов являются электромагнитный клапан управления подачей вторичного воздуха, а также электродвигатель насоса вторичного воздуха. Управление системой улавливания паров бензина производится с помощью электромагнитного клапан продувки адсорбера.

Принцип работы системы управления двигателем основан на комплексном управлении величиной крутящего момента двигателя. Другими словами, система управления двигателем приводит величину крутящего момента в соответствия с конкретным режимом работы двигателя. Система различает следующие режимы работы двигателя:

запуск;
прогрев;
холостой ход;
движение;
переключение передач;
торможение;
работа системы кондиционирования.

Изменение величины крутящего момента производиться двумя способами - путем регулирования наполнения цилиндров воздухом и регулированием угла опережения зажигания.

Читайте также: