4.11. Исполнительные механизмы системы управления двигателем
Исполнительными механизмами для ЭБУ-Д являются разного рода электромагниты и электродвигатели, управление которыми осуществляется с помощью выходных сигналов, вычисленных контроллером с использованием входных сигналов от рассмотренных выше датчиков. К таким исполнительным механизмам в первую очередь относятся электробензонасос, топливные форсунки, регулятор холостого хода, модуль зажигания, клапан рециркуляции выхлопных газов и система отвода паров бензина из топливного бака. Управление ими обеспечивается подачей выходных аналоговых сигналов ЭБУ-Д на соответствующие связанные с ними реле и соленоиды.
Реле и соленоиды. Активизируются подключением одного из выводов к «массе» через транзисторный ключ, находящийся в ЭБУ-Д. Другие выводы подключены к плюсовому зажиму
аккумуляторной батареи через ключ зажигания (рис. 4.20). |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
АКБ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е л е |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
С о л е н о и д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Исполнительный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
механизм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
+-
Рис. 4.20. Схема подключения электромагнитного четырехконтактного реле с ЭБУ-Д и исполнительным механизмом
Форсунки. Электромагнитные форсунки впрыскивают топливо во впускной коллектор двигателя. Каждая форсунка управляется независимо и включается один раз за оборот распределительного вала двигателя синхронно с тактом впуска своего цилиндра. Сопротивление обмотки 12 ± 4 Ом.
Сигнал на начало впрыскивания топлива подается на обмотку 1 (рис. 4.21) электромагнита, размещенную в металлическом корпусе. В корпусе расположен также запирающий элемент 3 клапана, прижимаемый к седлу отверстия распылителя пружиной 5. Когда на обмотку электромагнита от
101
ЭБУ-Д подается электрический импульс прямоугольной формы определенной длительности, запирающий элемент перемещается, преодолевая сопротивление пружины, и открывает отверстие распылителя. Топливо поступает в двигатель. После прекращения электрического сигнала запирающий элемент под действием пружины возвращается в седло. Количество впрыскиваемого топлива за цикл при постоянстве давления на входе в форсунку зависит только от длительности управляющего импульса.
СибАДИ |
|
Рис. 4.21. Топливная форсунка (инжектор): |
|
1 |
– о мотка электромагнита; 2 – якорь; |
3 |
– запирающий элемент; 4 – упор; |
5 |
– пруж на; 6 – магнитопровод; |
7 |
– выходные контакты; 8 – штуцер для топлива |
Рабочий ход запирающего элемента составляет 0,1 мм. Интервал времени, во время которого инжектор остается открытым, весьма незначителен – обычно в пределах 1,5…10 мс. Это время, требуемое инжектору, чтобы открыться и закрыться, является очень важным, так как оно определяет дозу впрыснутого в цилиндр топлива.
Время реакции для электромагнитных форсунок в значительной степени зависит от индуктивности обмотки. В отличие от прямоугольного импульса напряжения, подаваемого на обмотку электромагнита, возникающий в ней ток i под действием противоЭДС не будет иметь прямоугольную эпюру. Мгновенное его значение во время прохождения переднего
фронта импульса напряжения определится формулой |
|
||
i |
U |
1 e Rt / L , |
(4.10) |
|
|||
|
R |
|
|
102 |
|
||
где U напряжение, подаваемое на обмотку электромагнита, В;
R ее активное сопротивление, Ом; |
t время, с; |
L |
индуктивность этой обмотки, Гн. |
|
|
Регулятор холостого хода (РХХ). Шаговый электродвигатель регулирует количество воздуха, проходящего через обходной канал дроссельного патрубка. Используется для регулирования оборотов холостого хода двигателя при закрытой дроссельной заслонке. Значение 0% (0 шагов) соответствует команде ЭБУ-Д на полное закрытие байпаса (by pass – обводной канал), значение 100% (150 шагов) – команде на полное открытие байпаса. На холостом ходу норма 5…50 шагов.
Реле электробензонасоса (РБН). Включает и выключает электробензонасос. Сопротивление обмотки 48 ±6 Ом.
Соленоид клапана продувки адсорбера в системе |
|
СибАДИ |
|
утилизации паров бензина (СУПБ). |
При включенном |
соленоиде клапан продувки открыт и пары бензина из адсорбера направляются во впускной коллектор для последующего сжигания в двигателе. ЭБУподает сигнал на продувку адсорбера, когда температура охлаждающей жидкости двигателя выше 66 °С и дроссельная заслонка не полностью закрыта. Сопротивление обмотки соленоида 48±6 Ом.
Соленоид клапана рециркуляции выхлопных газов СКР
(EGR – exhaust gas recirculation). Действует по принципу широтно-импульсной модуляции. При подаче напряжения на соленоид в мембранную камеру клапана рециркуляции подается разрежение из впускного коллектора и клапан EGR открывается, а при выключенном соленоиде на мембрану подается атмосферное давление и клапан EGR закрыт. Количество выхлопных газов, направляемых во впускной коллектор, определяется соотношением продолжительности включенного и выключенного состояний соленоида в соответствии с широтномодулированным сигналом от ЭБУ-Д. Значение 0% соответствует команде ЭБУ-Д на полное закрытие клапана EGR, 100% – команде на полное открытие. ЭБУ-Д может использовать клапан, если температура охлаждающей жидкости станет выше 66 °С, а дроссельная заслонка несколько приоткрыта. Сопротивление обмотки соленоида 48 ±6 Ом.
Силовой модуль зажигания (СМЗ). Содержит две катушки зажигания и два мощных транзисторных ключа для коммутации токов в первичных обмотках катушек. Момент искрообразования устанавливается с помощью ЭБУ-Д
103
автоматически в зависимости от режима работы двигателя. Сопротивление первичной обмотки в каждой катушке 1 ± 0,6 Ом. Сопротивление вторичной обмотки 10 ± 2 кОм.
Контрольная лампа («Check Engine»). Сигнализирует о неисправностях в электронной системе управления двигателем. При включении зажигания чек-лампа горит – проверяется бортовая диагностическая система. После запуска двигателя лампа гаснет, если неисправности не обнаружены. Лампа «Check Engine» загорается при появлении неисправностей в цепях, контролируемых ЭБУ-Д. В этом случае в память ЭБУ-Д (в регистратор неисправностей) заносится соответствующий код ошибки. Лампа «Check Engine» гаснет, если неисправность устранена и более не обнаруживается или когда стираются коды
ошибок. При обнаружении пропусков воспламенения, которые |
|
|
И |
могут повредить каталитический газонейтрализатор, лампа |
|
«Check Engine» мигает. |
Д |
Электробензонасос. Это погружной насос турбинного типа с электрическим приводом. Он устанавливается в топливном баке, запитывается напряжением 12 В через электромагнитное реле, которым управляет ЭБУ- . В карбюраторных ДВС применяют еще бензонасосы с механическим приводом. Однако в последнее время стали использовать в основном инжекторные
двигатели, использующие исключительно погружные электро- |
||
бензонасосы (р с. 4.22). |
А |
|
|
б |
|
и |
|
|
С |
|
|
Рис. 4.22. Конструкция погружного электробензонасоса с возбуждением от постоянного магнита
Слабым звеном такого электрического привода бензонасоса (см. рис. 4.22) является коллекторно-щеточный механизм исполь-
104
зуемого здесь электродвигателя постоянного тока. В случае неполного топливного бака этот механизм может оказаться не погруженным в бензин, и его искрение (в зоне паров бензина) может вызвать взрыв бензобака. Поэтому в настоящее время стали использовать бесконтактные (бесколлекторные) электродвигатели с электроннымиинверторамипостоянноготока.
Электрическая схема подключения электробензонасоса через РБН представлена на рис. 4.23.
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 4.23. Электрическая схема подключения электробензонасоса
Для контроля и закрепления пройденного материала
предлагается учебный фильм. https://www.youtube.com/watch?v=yqTZ-1gPii0
Контрольные вопросы и задания:
1.Назовите основные исполнительные механизмы ЭБУ-Д.
2.Как устроено 4-контактное электромагнитное реле?
3.Что представляет собой топливная форсунка?
4.Как работает регулятор холостого хода?
5.Объясните принцип действия клапана рециркуляции выхлопных газов.
6.Какие существуют приводы для топливных насосов?
7.Как подключается электробензонасос к ЭБУ-Д?
105