10. Конструкция и работа системы «эсау-ваз».

Рисунок 13. Функциональная схема «ЭСАУ-ВАЗ».

1 - выходной модуль зажигания (ВМЗ);

2 - диагностический разъем;

3 - чек-лампа;

4 - реле (РЭВ) электровентилятора охлаждения ДВС;

5 - впускное сопло воздушного фильтра (ВФ);

6 - фильтрующий элемент воздушного фильтра;

7 - контроллер (электрон­ный блок управления - ЭБУ);

8 - высоковольтные провода;

9 - центральный впрыскивающий узел (ЦВУ) с центральной

форсункой впрыска (ЦФВ) и датчиком (ДТВ) температуры

воздуха;

10 - свеча зажигания;

11 - впускной клапан;

12 - шаговый электродвигатель байпасного канала (БК);

13 - регулятор рабочего давления;

14 - сигнал к ЦФВ;

15 - сигнал от ДГВ;

16 - датчик (ДКК) концентрации кислорода;

17 - выпускной коллектор;

18 - впускной коллектор;

31

19 - электроподогреватель топливной смеси;

20 - потенциометрический датчик (ДПД) положения дроссельной

заслонки;

21 - тензометрический датчик (ДНД) нагрузки двигателя;

22 - потенциометрический датчик (ДОК) октан-корректора;

23 - реле подогревателя;

24 - каталитический гаэонейтрализатор (КГН);

25 - поршень ДВС;

26 - датчик (ДТД) температуры двигателя;

27 - реле бензонасоса;

28 - ФТОТ;

29 - электробензонасос;

30 - прямая бензомагистраль ;

31 - обратная бензомагистраль;

32 - бензобак (ББ);

33 - датчик (ДСА) скорости автомобиля (на эффекте Холла);

34 - отработавшие газы (к глушителю);

35 - роторный диск датчика (ДКВ) положения и частоты вращения

коленвала ДВС;

36 - датчик ДКВ;

37 - торец коленвала ДВС;

38 - выходной вал КПП.

В системе «ЭСАУ-ВАЗ» некоторая часть комплектующих изделий на начальном этапе выпуска была импортного производства. Основные из них - это центральный впрыскивающий узел (ЦВУ) (9) (рис.13), иногда устанавливался электронный блок управления ЭБУ - контроллер системы «Mono-Motronic». Все остальные изделия отечественного производства.

Рисунок 14. Система впрыска топлива автомобилей ВАЗ-21214.

32

1 – топливный бак;

2 - электробензонасос с датчиком уровня топлива;

3 - магистраль подачи топлива;

4 - магистраль слива топлива;

5 - топливный фильтр;

6 - агрегат центрального впрыска топлива.

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 «ТЕСН 1». 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) (АКБ) 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.

Главное преимущество индуктивного датчике 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 колен вала. 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 электропроводами - 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

33

«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 (ВА3-21044) или на раздаточной коробке (ВАЗ-21214). В датчике скорости использован эффект Холла, магнитная шторка которого (датчика) установлена на выходном валу (38). Использование датчика скорости в режиме ОЧВ позволяет ограничивать частоту вращения двигателя не всегда, а только на прямой или повышенной передачах и 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.

Рисунок 15. Шаговый электродвигатель клапана дополнительной подачи воздуха (байпасного канала).

а – общий вид;

б – схема;

1 - колпачок толкателя (запирающий конус клапана);

34

2 - толкатель;

3 - резьбовая муфта толкателя;

4 - винтовой вал шагового двигателя (ШД);

5 - подшипники ШД;

6 - корпус ШД;

7 - магнитопроводы на статоре ШД;

8 - обмотки стато­ра;

9 - южный полюс постоянного магнита ротора;

10 - воздушные полости;

11 - крышка корпуса ШД;

12 - роторный магнитопровод;

13 - электровывод;

14 - изоляционная втулка;

15 - северный полюс ротора;

16 - направляющий ци­линдр толкателя;

17 - водило толкателя с пружиной;

18 - дополнительный воздух;

19 - выход байпасного канала (БК);

20 - пропускное сечение БК;

21 - вход БК;

22 - фрагмент корпуса центрального впрыскивающего узла.

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.

Р исунок 16. Схема работы регулятора холостого хода.

1 - подача воздуха в обход дроссельной заслонки.

2 - регулятор холостого хода;

3 - дроссельная заслонка;

4 - клапан регулятора холостого хода.

Р егулятор(2) (рис.16) холостого хода регулирует частоту вращения коленчатого вала на режиме холостого хода, управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки (3). Он состоит из двухполюсного шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана (4). Клапан выдвигается или убирается по сигналам ЭБУ.  35

Шаговый двигатель (ШД) байпасного канала показан на рис.15. Он не имеет люфта и значительно меньше по размерам. Концевого выключателя в ШД нет и режим холостого хода фиксируется по сигналу датчика положения дроссельной заслонки (поз. 20 на рис.13).

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 уменьшает-ся 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 3БУ (от контроллера).

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

Так как в системе применяется низкоомная (Rо ~ 1,5 Ом) центральная форсунка впрыска (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. Остальные функции и компоненты «ЭСАУ-ВАЗ» такие же, как и в системе «Mono-Motronic». В частности, на автомобилях, поставляемых на экспорт, устанавливается экологическая система с датчиком концентрации кислорода (ДКК) и с трехкомпонентным каталитическим газонейтрализатором.

Система впрыска топлива в сочетании с каталитическим нейтрализатором в системе выпуска позволяет снизить токсичность отработавших газов при улучшении ездовых качеств автомобиля. В качестве топлива необходимо применять только неэтилированный бензин. Применение этилированного бензина приведет к повреждению нейтрализатора, датчика кислорода и к отказу системы. Нейтрализатор устанавливается в системе выпуска отработавших газов перед дополнительным глушителем. Он содержит два окислительных катализатора (ускорителя химической реакции) и один восстановительный. Окислительные катализаторы (платина и палладий) способствуют преобразованию углеводородов в водяной пар, а окиси углерода в двуокись углерода. Восстановительный катализатор (родий) способствует преобразованию окислов азота в безвредный азот. В связи с тем, что каталитическому нейтрализатору требуется кислород для

36

нейтрализации углеводородов и окиси углерода, и одновременно он должен отнимать кислород для нейтрализации окислов азота, необходимо очень строго поддерживать баланс смеси воздух/топливо (примерно 14, 7: 1), поступающей в двигатель. Эту функцию выполняет электронный блок управления.

Агрегат центрального впрыска топлива (рис.17) устанавливается на впускном трубопроводе. В нем находится форсунка (6) для впрыска топлива, регулятор (5) давления топлива, регулятор (2) холостого хода, дроссельная заслонка (19) и датчик 1(5 )положения дроссельной заслонки. Для отбора разрежения имеются три патрубка (13, 14 и 15), соединенные с задроссельным пространством.  Форсунка (6) представляет собой электромагнитный клапан. Когда на нее от ЭБУ поступает импульс напряжения, то клапан открывается и топливо через распылитель тонко распыленной струей под давлением впрыскивается в смесительную камеру над дроссельной

37

заслонкой. После прекращения подачи электрического импульса подпружиненный клапан перекрывает подачу топлива. 

Р егулятор (1) давления топлива состоит (рис.18) из клапана (3) с диафрагмой (2), поджатого пружиной к седлу в корпусе. Когда давление топлива превышает (190...210) кПа, клапан открывается и избыток топлива по сливной магистрали сливается в топливный бак. 

Р исунок 18.

Р егулятор давления топлива.

1 – регулятор давления

топлива;

2 – диафрагма;

3 – клапан;

4 – форсунка;

5 - канал подвода топлива;

6 - канал слива топлива.

Рисунок 19.

Форсунка центрального впрыска.

Датчик (9) (рис.20) положения дроссельной заслонки установлен на корпусе (1) дроссельной заслонки и связан с осью (10) дроссельной заслонки. Датчик представляет собой потенциометр, на один конец которого подается напряжение питания 5 В, а другой конец соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идет выходной

сигнал к ЭБУ. 

Рисунок 20. Датчик положения

дроссельной заслонки.

Рисунок 21. Электробензонасос.

Электробензонасос (рис.21) - двухступенчатый, роторного типа, установлен в топливном баке. Топливо из насоса через топливный фильтр тонкой очистки подается в агрегат центрального впрыска под давлением более 184 кПа. Электробензонасос

38

включается с помощью вспомогательного реле. Топливный фильтр с бумажным фильтрующим элементом установлен в моторном отсеке на левом брызговике.

Рисунок 22.

Датчик температуры охлаждающей жидкости.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (рис.22)представляет собой термистор (резистор, сопротивление которого изменяется от температуры). Датчик завернут в выпускной патрубок охлаждающей жидкости на головке цилиндров. При низкой температуре датчик имеет высокое сопротив-ление (100 Ом при -40°С), а при высокой температуре - низкое (70 Ом при 130°С). 

Рисунок 23.

Датчик температуры воздуха.

Датчик температуры воздуха (рис.23), завернутый в дно корпуса воздушного фильтра, также является термистором. При понижении температуры воздуха его сопротивление возрастает, а при повышении - уменьшается. 

Рисунок 24.

Датчик концентрации кислорода.

Датчик концентрации кислорода устанавливается на выпускном коллекторе. Кислород, содержащийся в отработавших газах, реагирует с датчиком кислорода, создавая разность потенциалов на выходе датчика. Она изменяется приблизи-тельно от 0,1 В (высокое содержание кислорода - бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода - богатая смесь). В датчик встроен нагревательный элемент для повышения эффективности его работы. 

39

Р исунок 25.

Датчик абсолютного

давления воздуха.

Д атчик абсолютного давления воздуха закреплен в коробке воздухопритока, и соединен шлангом с патрубком. Чувствительный элемент датчика - миниатюрная диафрагма с напыленным на ней резистором. В зависимости от давления воздуха изменяется натяжение диафрагмы и соответственно меняется сопротивление резистора. Встроенная в датчик микросхема преобразует это изменение сопротивления в изменение напряжения на выходе датчика. 

Рисунок 26.

Датчик скорости.

Датчик скорости автомобиля устанавливается на раздаточ-ной коробке между приводом спидометра и наконечником гибкого вала привода спидометра. Принцип действия датчика основан на эффекте Холла. Датчик выдает на ЭБУ прямоугольные импульсы напряжения с частотой, пропорциональной скорости вращения ведущих колес. 

О ктан-потенциометр установлен в моторном отсеке на стенке коробки воздухопритока и представляет собой переменный резистор. Он выдает в электронный блок управления сигнал корректировки угла опережения зажигания. Регулировка октан-потенциометра выполняется только на станции технического обслуживания с применением диагностического оборудования.  Рисунок 27.

Датчик положения коленчатого вала.

Датчик положения коленчатого вала - индуктивного типа, установлен на крышке привода распределительного вала напротив задающего диска на шкиве привода генератора.

На диске имеется б прорезей, равно

40

расположенных по окружности и одна прорезь, расположенная на 10° от одной из них и служащая для генерирования импульса синхронизации. При вращении коленчатого вала прорези изменяют магнитное поле датчика, наводя импульсы напряжения переменного тока. В системе зажигания применяется метод распределения искры, называемый методом «холостой искры». Цилиндры двигателя объединены в пары 1-4 и 2-3 и искрообразование происходит одно-временно в двух цилиндрах: в цилиндре, в котором заканчивается такт сжатия (рабочая искра) и в цилиндре, в котором происходит такт выпуска (холостая искра). В связи с постоянным направле-нием тока в обмотках катушек зажигания, ток искрообразования у од-ной свечи всегда протекает с центрального электрода на боковой, а у второй - с бокового на центральный. Свечи применяются типа А17ДВРМ или AC.R43XLS с зазором между электродами (1,0-1,13) мм. 

Рисунок 28. Модуль зажигания.

В системе зажигания применяется модуль зажигания, состоящий из двух катушек зажигания и управляющей электроники высокой энергии. Система зажигания не имеет подвиж-ных деталей и поэтому не требует обслуживания. Она также не имеет регулировок (в том числе и угла опережения зажигания), т.к. управле-ние зажиганием осуществляет ЭБУ. Модуль зажигания получает сигнал от датчика положения коленчатого вала, обрабатывает его и посылает в ЭБУ опорный сигнал с. частотой один импульс за 180° поворота коленчатого вала. Модуль зажигания также посылает сигнал для работы тахометра в комбинации приборов. При оборотах двигателя до 500 об/мин зажиганием управляет модуль зажигания путем включения каждой катушки с заданным интервалом только на базе данных частоты вращения коленчатого вала.  Электронный блок управления (ЭБУ), расположенный под панелью приборов на левой боковине кузова, является управляющим центром системы впрыска топлива. Это специализированный компьютер. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля. ЭБУ выполняет также диагностическую функцию системы впрыска топлива. Он может распознавать неполадки в работе системы, предупреждая о них водителя через контрольную лампу «CHECK ENGINE». Кроме того, он хранит диагностические коды, указывающие области неисправности, чтобы помочь специалистам в проведении ремонта.  41 При оборотах выше 500 об/мин - зажиганием управляет ЭБУ, используя следующую информацию:  - частота вращения коленчатого вала;  - нагрузка двигателя (абсолютное давление воздуха);  - атмосферное (барометрическое) давление воздуха;  - температура охлаждающей жидкости;  - температура воздуха на впуске;  - положение коленчатого вала.  Система улавливания паров бензина. В системе применен метод улавливания паров угольным адсорбером, установленным в моторном отсеке. На неработающем двигателе пары бензина из сепаратора подаются через гравитационный клапан в адсорбер, где они поглощаются активированным углем. Затем при работающем двигателе адсорбер продувается воздухом и пары отсасываются к патрубку, а затем во впускную трубу для сжигания в ходе рабочего процесса.  ЭБУ управляет продувкой адсорбера, включая электромагнитный клапан, расположенный на крышке адсорбера. При подаче на клапан напряжения он открывается, выпуская пары во впускную трубу. Управление клапаном осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Клапан включается и выключается с частотой 16 раз в секунду (16 Гц). Чем выше расход воздуха, тем больше длительность импульсов включения клапана.