Соснин - Автотроника

16.1.Устройствоиработасистемы

• Функциональная схема системы "ЭСАУ-ВАЗ" показана на рис. 16.1*.

В этой системе некоторая часть комплектующих изделий на начальном этапе выпуска была импортного производства. Основные из них — это центральный впрыскивающий узел (ЦВУ) 9, устройство которого подробно описано в главе 14; иногда устанавливался электронный блок управления ЭБУ — контроллер системы "Mono-Motronic". Все остальные изделия отечественного производства.

• В функциональном отношении "ЭСАУ-ВАЗ" в сравнении с системой "Mono-Motronic" имеет некоторую специфику. С учетом эксплуатации автомобилей в России на различных сортах бензина система оснащена потенциометрическим октан-корректором 22 (датчик ДОК). Первоначальная установка угла опережения зажигания (УОЗ) реализуется с применением отечественного диагностического тестера "ТЕСН1". Установка УОЗ без прибора невозможна.

• Датчик-распределитель с механическим приводом от коленчатого вала (KB) в системе "ЭСАУ-ВАЗ" не применяется. Его функции выполняют два устройства: выходной многоканальный модуль 1 зажигания (ВМЗ) со статическим распределением высокого напряжения по свечам 10 и магнитоэлектрический (индуктивный) датчик 36 (ДКВ) частоты вращения и положения KB, который срабатывает от ферромагнитного роторного диска 35, установленного на переднем торце 37 вала двигателя. Роторный диск имеет шесть прорезей через 60° и одну — за 50° до прорези, положение которой соответствует верхней мертвой точке (ВМТ) в первом цилиндре. Зазор L между датчиком и роторным диском не более 1,3 мм.

* АЛЯ наиболее полного изучения устройства и принципа действия отечественной "ЭСАУ-ВАЗ" предварительно необходимо ознакомиться с системами "Mono-Jetronic" (гл. 14) и "Mono-Motronic" (гл. 15) фирмы BOSCH.

Главное преимущество индуктивного датчика ДКВ — простота исполнения и конструктивная надежность. Основной недостаток — зависимость амплитуды и формы сигнала от частоты вращения коленвала ДВС, что на низких частотах приводит к погрешности определения угла поворота коленвала. Особенно заметно это проявляется, когда на магнитный щуп датчика оседают мелкие частицы ферромагнитной пыли, и тогда возникают проблемы с запуском холодного двигателя зимой.

• Для определения постоянно изменяющейся нагрузки двигателя в системе предусмотрен тензометрический датчик 21 (ДНД), который реагирует на изменение абсолютного давления (на разрежение) в задроссельной зоне впускного коллектора 18. Датчик установлен в подкапотном пространстве на передней панели и соединен вакуумным шлангом со штуцером на дроссельном модуле, а электропровода ми — с контроллером (с ЭБУ).

• В системе "ЭСАУ-ВАЗ" прекращение подачи топлива для режимов принудительного холостого хода (ПХХ) и ограничения максимальной частоты вращения двигателя (ОЧВ) реализуются не так, как в системе "Mono-Motronic". В "Mono-Motronic" используются сигналы от датчика положения дроссельной заслонки и от датчика частоты вращения двигателя. Если частота вращения выше 2100 мин~1, а дроссельная заслонка закрыта, то подача топлива прекращается (на центральную форсунку от ЭБУ не подается электрический импульс управления). То же самое происходит, если частота вращения двигателя становится выше 6500 мин"1 (независимо от положения дроссельной заслонки).

В отечественной системе в этих режимах дополнительно используется датчик 33 (ДСА) скорости движения автомобиля. Этот датчик установлен на коробке (КПП) переключения передач (ВА321044) или на раздаточной коробке (ВАЗ-21214). В датчике скорости использован эффект Холла, магнитная шторка которого (датчика) установлена на выходном валу 38. Использо-

вание датчика скорости в режиме ОЧВ позволяет ограничивать частоту вращения двигателя не всегда, а только на прямой или повышенной передачах в КПП. На пониженных передачах система ограничения оборотов не срабатывает. В режиме ПХХ сигнал от датчика скорости не позволяет выключать подачу топлива при высоких оборотах двигателя, но при низкой скорости движения автомобиля (на пониженных передачах). Это обеспечивает более высокую устойчивость движения автомобиля при торможении и управлении двигателем.

• В подсистеме стабилизации холостого хода используется клапан дополнительной подачи воздуха (байпасный клапан) с сервоприводом от шагового электродвигателя вместо реверсного двигателя постоянного тока в системе "Mono-Motronic", где он управляет дроссельной заслонкой.

Шаговый двигатель (ШД) байпасного канала показан на рис. 16.2. Он не имеет люфта и значительно меньше по размерам. Концевого выключателя в ШД нет и режим холостого хода фиксируется по сиг-

налу датчика положения дроссельной заслонки (поз. 20 на рис. 16.1).

Стабилизация холостого хода реализуется путем изменения пропускного сечения 20 байпасного (обводного) канала для подачи дополнительного воздуха 18, минуя диффузор дроссельной заслонки. Сечение байпасного канала увеличивается или уменьшается за счет возвратно-поступательного перемещения в нем запирающего конуса 1 клапана байпасного канала. Запирающий конус перемещается туда или обратно шаговым электродвигателем 6 по импульсным сигналам управления от ЭБУ (от контроллера).

• Схема электрических соединений "ЭСАУ-ВАЗ" приведена на рис. 16.3 в виде фрагмента общей схемы электрооборудования автомобиля.

В системе "ЭСАУ-ВАЗ" предусмотрено двойное управление электровентилятором системы охлаждения двигателя. Вентилятор может включаться как от обычного электроконтактного термодатчика 110, так и по сигналу СВВ включения вентилятора от ЭБУ, что значительно повышает надежность защиты системы охлаждения от перегрева.

(ЦФВ), то амплитуда тока управляющего импульса ограничена дополнительным сопротивлением в 1 Ом (сопротивление установлено в ЭБУ).

В самодиагностике системы "ЭСАУ-ВАЗ" применяется чек-кодирование лампой 94. Остальные функ-

ции и компоненты "ЭСАУ-ВАЗ" такие же, как и в системе "Mono-Motronic". В частности, на автомобилях, поставляемых на экспорт, устанавливается экологическая система с датчиком 98 концентрации кислорода (ДКК) и с трехкомпонентным каталитическим газонейтрализатором (КГН на рис. 16.1).

2. Диагностика и поиск неисправностей

Рассмотрим процедуры диагностики и поиска неисправностей в системе "ЭСАУ-ВАЗ". На рис. 16.4 показана коммутационная схема "ЭСАУ-ВАЗ", по которой можно быстро найти любой компонент системы и его соединения с контроллером (с ЭБУ).

• Если при прокручивании стартером двигатель не запускается, а аккумуляторная батарея и ее соединения с бортсетью в норме, то этому есть пять причин:

1.Отказ в системе зажигания.

2.Не работает центральная форсунка впрыска

(ЦФВ).

3.Неисправна или засорена подсистема подачи топлива.

4.Есть неполадки в контроллере (в ЭБУ) системы.

5.Нет бензина в бензобаке.

После заправки бензином поиск неисправности надо начинать с проверки системы зажигания. Это делается традиционным способом: поочередно про-

скольких неисправностей, то они выдаются в порядке возрастания двухразрядного пятиричного числа в номере неисправности.

ч> Для того чтобы подсистема самодиагностики включилась в работу, а чек-лампа начала высвечивать коды неисправностей, необходимо перемкнуть контакты А и В в диагностическом разъеме и включить зажигание, не запуская двигатель. При этом лампа должна отработать код "12" (три раза) и далее коды всех неисправностей. Если неисправностей в

системе нет, то код "12" будет постоянно повторяться. Коды всех неисправностей необходимо записать на бумагу, после чего можно приступить к их анализу и устранению неполадок в ЭСАУ.

Помимо неисправностей в основных компонентах ЭСАУ, возможны неисправности в цепях коммутации кодов (в соединениях) или в самой чек-лампе. Тогда чеклампа не загорается. В этом случае надлежит проверить предохранитель П6 (8 А) в моноблоке предохранителей, чек-лампу и ее патрон, контакт 6 в белом разъеме ком-

17.1. Предварительные замечания

В настоящее время на подавляющем большинстве двигателей современных легковых автомобилей широкое распространение получили системы впрыска топлива, в которых бензин подается во всасывающий коллектор не через одну центральную форсунку впрыска, а через несколько форсунок, число которых равно числу цилиндров двигателя. При этом впрыск осуществляется на горячие впускные клапаны прерывисто одной или двумя порциями за рабочий цикл двигателя и с точным соблюдением геометрии распыла (рис. 17.1), так, чтобы бензин попадал только на головки клапанов.

Такие системы обозначаются индексом "L" (от немецкого слова "Lade" — точная порция, заряд), что указывает на отмеренный по количеству топлива прерывистый и распределенный по цилиндрам впрыск бензина. Для реализации такого способа впрыска необходимо применение электрически управляемых форсунок, продолжительность открытого состояния которых определяется длительностью электроимпульса управления. Это позволяет точно и быстро (безынерционно) корректировать качество топ-

ливовоздушной смеси (ТВ-смеси), подаваемой в цилиндры при различных режимах работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Системы впрыска бензина группы "L" широко выпускаются разными зарубежными фирмами: BOSCH и VAG — Германия; CITROEN — Франция; LUCAS — Англия; FIAT —• Италия; SIEMENS — Голландия; SAAB — Швеция; GENERAL-MOTORS и FORD — США.

В Японии системы впрыска выпускаются большинством автомобилестроительных предприятий (TOYOTA, HONDA, SUBARU, MITSUBISHI, NISSAN, MAZDA).

В России изготовление компонентов для систем впрыска группы "L" освоено рядом отечественных заводов автомобильного приборостроения.

Общее число разработанных и освоенных производством разновидностей и модификаций систем впрыска бензина, входящих в группу "L", более 60-ти наименований. Но их отличия друг от друга незначительны, поэтому рассматривать каждую систему в отдельности нет необходимости. Наиболее типичным представителем систем этой группы является система "L-Jetronic" фирмы BOSCH (ФРГ).

17.2.Общая характеристика системы "L-Jetronic"

ми в краевых положениях); ДТВ 3 — датчик температуры всасываемого воздуха; ДТД 7 — датчик температуры двигателя; ДОД 4 — датчик частоты вращения (оборотов) двигателя (датчик Холла в механическом датчике-распределителе); ДКК 8 — датчик концентрации кислорода в выхлопных отработавших газах (ОГ); клапан 16 дополнительной подачи воздуха.

. В отличие от "Mono-Jetronic" система "L-Jetronic" работает на каждый цилиндр в отдельности, но дополнительно оснащена общей пусковой форсункой 18 и совершенно иным по конструкции (потенциометрическим) расходомером воздуха 2,3с воздушной демфер-

Рис. 17.2.

Упрощенная функциональная схема системы "L-Jetronic": 1-10 — входные устройства управления: ДПД-датчик положения дросселя; ПРВ-электропотенциометр расходомера воздуха; ДТВ — датчик температуры воздуха; ДОД — датчик частоты вращения (оборотов) ДВС; ДНД — датчик нагрузки двигателя (вакуумный регулятор); ДАД — датчик атмосферного давления; ДТД — датчик температуры ДВС; ДКК — датчик концентрации кислорода; ЗВЗ — замок выключателя зажигания; ТРВ — термореле времени; 11 — ЭБУ впрыска с микропроцессором МКП, запоминающим устройством ЗУ, регистратором неисправностей РН; 12 — реле РП управления пуском ДВС; 13 — рабочие (клапанные) электромагнитные форсунки; 14 — диагностический разъем; 15 — чек-лампа; 16 — клапан дополнительной подачи воздуха; 17 — электробензонасос; 18 — пусковая форсунка.

ной камерой, с датчиком температуры всасываемого воздуха, с выключателем бензонасоса и с обводным воздушным (байпасным) каналом. Иногда в систему "L-Jetronic" устанавливается датчик атмосферного давления (ДАД 6), выполняющий функцию корректора состава ТВ-смеси по высоте над уровнем моря.

Система "L-Jetronic", функциональная схема которой со всеми компонентами приведена на рис. 17.3, имеет много общего и с широко известной механической системой "K-Jetronic" (в системе "K-Jetronic" реализуется распределенный по цилиндрам непрерывный впрыск бензина с помощью неуправляемых закрытых гидромеханических форсунок). Так, в некоторых модификациях систем "L-Jetronic" (см. рис. 17.3) применяется расширительный ресивер 12 на впускном коллекторе, который, как и в системе "K-Jetronic", работает совместно с пусковой форсункой 11 при запуске холодного двигателя. В таких конструктивных вариантах для "L-Jetronic" рабочие (клапанные) форсунки 10 могут запитываться так же, как и в системе "K-Jetronic", т.е. с применением топливных соединительных шлангов и устанавливаться непосредственно в предклапанных зонах впускного коллектора. В обеих системах одинаково реализуются пуск и прогрев холодного двигателя (с применением термореле времени 17 для пусковой форсунки), а также регулировка холостых оборотов непрогретого ДВС (с помощью клапана дополнительной подачи воздуха 19).

Принципиальным отличием всех систем группы "L" от систем группы "К" является то, что в них используются не закрытые гидромеханические, а управляемые электроимпульсным сигналом от ЭБУ 1 электромагнитные форсунки впрыска бензина. В более поздних системах группы "L" применяется бензиновая рампа (топливный коллектор), на которую монтируются все рабочие форсунки (рис. 17.4).

Механический дозатор-распределитель в системе "L-Jetronic" отсутствует, что позволяет почти в два раза понизить рабочее давление бензина в замкнутом топливном кольце (4, 3, 2, 6, 4), благодаря чему повышается надежность подсистемы топливоподачи, и отказаться от механического расходомера воздуха.

Электромагнитные форсунки в системах группы "L" могут управляться (открываться на заданное время) одновременно все сразу (рис. 17.5, а), группами по несколько форсунок (рис. 17.5, б) или каждая форсунка в отдельности в заданной последовательности (рис. 17.5, в). Это легко реализуется с помощью электронного блока управления (ЭБУ) впрыском.

ЭБУ, помимо оснащения большим числом входных датчиков для слежения за текущим состоянием рабочих параметров двигателя, включает в свой состав микропроцессор (МКП) и запоминающее устройство (ЗУ), в последнем записана программа действия системы впрыска на различных режимах работы ДВС (см. рис. 17.2).

Совокупность перечисленных достоинств делает систему "L-Jetronic" более совершенной по точности дозирования впрыскиваемого бензина и более быстродействующей в исполнении функций управления. За счет этого автомобильный двигатель становится более экономичным и менее токсичным. Средняя эффективная мощность и стабильность крутящего момента двигателя повышаются.

Наличие в системе электронного блока управления заметно расширяет ее функциональные возможности. Так, посредством системы впрыска "L-Jetronic" надежно реализуются дополнительные функции управления двигателем, такие как: пуск и прогрев холодного двигателя; управление работой прогретого двигателя на холостом ходу; электронное управление дроссельной заслонкой (подсистема электронной акселерации EGas); управление смесеобразованием по концентрации кислорода в выхлопных отработавших газах; управление процессом утилизации паров бензи-

на из герметичного бензобака; электронное управление рециркуляцией отработавших газов (подсистема EGR), электронное управление работой двигателя на принудительном холостом ходу и при недопустимом увеличении частоты вращения. Становится возможным внедрение в систему топливного питания принципов электронного резервирования и функций бортовой самодиагностики.

17.3.Работа системы "L-Jetronic" на различных режимах ДВС

При запуске автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) любая система впрыска топлива (СВТ) должна обеспечивать обогащение топливовоздушной смеси (ТВ-смеси). В системе "L-Jetronic" это реализуется пусковой форсункой (см. рис. 17.3), которая включается в работу при температуре Tg двига-

теля меньше 20°С (Tg < 20°C). Управляется пусковая форсунка от замка зажигания через контакты термореле времени. От замка зажигания одновременно с пусковой форсункой срабатывает электробензонасос и стартер. Но продолжительность впрыска бензина пусковой форсункой не связана с работой стартера, а зависит от степени достартового нагрева ДВС и может лежать в пределах от 0,5 до 10 с (для Tg от +20 до -30°С). Если Tg > 20°C, то пусковая форсунка

вработу не включается (контакты термореле време-

ни разомкнуты). Если Tg < -30°C, то максимальная продолжительность впрыска (10 с) ограничивается срабатыванием термореле времени от прогрева внутренней биметаллической пластины под действием электрического тока. Если двигатель не запускается

втечение первых 8...10 с, то электробензонасос отключается от бортсети автомобиля при помощи спе-

циального реле управления. После запуска ДВС реле управления переходит в режим удержания от управляющего сигнала системы зажигания (СЗ). При этом пусковая форсунка выключается послестартовым реле и в работу вступают основные (клапанные) форсунки. По мере прогрева ДВС сигнал от датчика ДТД температуры охлаждающей жидкости через ЭБУ впрыска постепенно обедняет ТВ-смесь, пока она не станет нормальной (сокращается продолжительность впрыска бензина рабочими (клапанными) форсунками. На прогретом двигателе состав ТВ-смеси корректируется по температуре воздуха на впуске (по сигналу датчика ДТВ температуры, который установлен на пути воздушного потока в расходомере).

Значительную часть времени автомобильный двигатель работает в режиме неполных (частичных) нагрузок, когда могут быть достигнуты максимальная