Устройство и принцип работы системы управления двигателем

Описание теории dfi/эксплуатации

Система Digital впрыск топлива (DFI) объединяет управление двигателем, дозирование топлива и мониторинг выбросов в компьютерную систему управления. Электронный модуль управления (блок управления двигателем) является «мозгом» системы DFI. ЕСМ представляет собой цифровой электронный компьютер, который принимает и обрабатывает данные двигателя, вычисляет и интерпретирует информацию двигателя и посылает команды различным компонентам. Он обеспечивает топливную экономичность работы при снижении выбросов выхлопных газов.

Обзор системы

Цифровая система впрыска топлива (DFI) состоит из следующих узлов: подача топлива, воздушная индукция, датчики данных, электронный модуль управления (блок управления двигателем), электронная синхронизация искры (EST), контроль холостого хода (регулятор оборотов холостого хода), контроль выбросов, контроль топлива с замкнутым контуром, круиз-контроль, диагностическая система, каталитический нейтрализатор и муфта гидротрансформатора (муфта блокировки гидротрансформатора) ).

Подача топлива

Система подачи топлива состоит из электрического внутрибакового топливного насоса (неотъемлемая часть блока отправки топлива), топливного фильтра, регулятора давления топлива, топливных инжекторов и топливопроводов. Топливо подается в двигатель через 2 электронно импульсных (синхронизированных) инжекторных клапана, расположенных в корпусе дросселя сверху впускного коллектора. МУД управляет количеством топлива, дозируемого через форсунки, на основе информации о потребности двигателя.

Работа с подачей воздуха

Система впуска воздуха состоит из корпуса дросселя и впускного коллектора. Воздух для сгорания поступает в корпус дросселя и распределяется в каждый цилиндр через впускной коллектор. Корпус дросселя содержит специальную распределительную юбку под каждым инжектором для улучшения распределения топлива. Расход воздуха регулируется дроссельными заслонками, которые соединены с рычажной передачей акселератора. Частота вращения на холостом ходу определяется положением дроссельных заслонок и регулируется системой управления частотой вращения на холостом ходу (регулятор оборотов холостого хода).

Схема компонентов DFI. Схема №1

Войти

Работа датчиков данных

Каждый датчик подает электронные импульсы на ЕСМ. МУД вычисляет момент зажигания и скорость подачи топлива, необходимые для поддержания требуемой смеси воздух/топливо, таким образом управляя количеством топлива, подаваемым в двигатель. Датчики данных взаимосвязаны друг с другом, как показано. (Схема №1) Сенсор работает следующим образом:

Датчик температуры воздуха во впускном коллекторе (MAT)

Этот датчик установлен во впускном коллекторе непосредственно перед корпусом дросселя. Датчик МАТ измеряет температуру воздушно-топливной смеси во впускном коллекторе. Сопротивление датчика изменяется при изменении температуры воздуха. МУД принимает это изменение сигнала и соответственно регулирует импульс инжектора. Низкая температура дает высокое сопротивление.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (датчик температуры ОЖ)

КТС расположена в левом переднем углу впускного коллектора. Этот датчик предоставляет информацию в блок управления двигателем, которая используется для обогащения топлива, синхронизации зажигания, работы рециркуляция отработавших газов, управления продувкой канистры, управления воздухом, управления испарением топлива на ранней стадии и управления топливом в замкнутом контуре.

Датчик абсолютного давления (MAP) впускной коллектор (абсолютное давление во впускном коллекторе)

Датчик абсолютное давление во впускном коллекторе монтируется под приборной панелью рядом с правым боковым выходом кондиционер. Шланг от корпуса дросселя к датчику абсолютное давление во впускном коллекторе подает сигнал разрежения. Датчик отслеживает изменения давления во впускном коллекторе, которые являются результатом изменений нагрузки двигателя, скорости и барометрического давления. При увеличении давления во впускном коллекторе двигателю требуется дополнительное топливо. абсолютное давление во впускном коллекторе посылает эту информацию в блок управления двигателем, и блок управления двигателем увеличивает длительность импульса инжектора (инжектор времени открыт). При уменьшении давления ширина импульса уменьшается.

Датчик барометрического давления (барометрическое давление)

Датчик барометрическое давление установлен на кронштейне датчика абсолютное давление во впускном коллекторе. Этот датчик измеряет давление окружающей среды или барометрическое давление и сигнализирует блок управления двигателем об изменениях давления из-за высоты и/или погоды.

Датчик положения дроссельной заслонки (датчик положения дроссельной заслонки)

Датчик ТУК установлен со стороны корпуса дросселя и соединен непосредственно с валом дросселя. Этот блок воспринимает перемещение дроссельной заслонки и положение дроссельной заслонки, а затем передает соответствующие электрические сигналы в блок управления двигателем. блок управления двигателем обрабатывает эти сигналы, чтобы управлять регулятор оборотов холостого хода и поставлять обогащение топлива.

Датчик скорости транспортного средства (датчик скорости автомобиля (VSS))

Датчик скорости транспортного средства информирует блок управления двигателем о скорости транспортного средства. Датчик скорости выдает слабый сигнал, который усиливается буферным усилителем. Датчик скорости и буферный усилитель смонтированы за кластером спидометра. блок управления двигателем использует сигналы датчиков скорости транспортного средства для логики, необходимой для работы панели данных экономии топлива, интегрального круиз-контроля и регулятор оборотов холостого хода.

Датчик кислорода (лямбда-зонд)

Кислородный датчик, используемый в DFI, представляет собой закрытый датчик диоксида циркония, помещенный в поток выхлопных газов. Этот датчик вырабатывает очень слабое напряжение, которое изменяется с содержанием кислорода в выхлопных газах. При увеличении содержания кислорода в выхлопных газах на обедненную смесь указывает выход низкого напряжения. При снижении содержания кислорода на более богатую смесь указывает более высокий выход напряжения. МУД корректирует соотношение воздух/топливо в соответствии с сигналами, полученными от датчика кислорода.

Датчик частоты вращения двигателя

Сигнал датчика частоты вращения двигателя поступает от 7-терминального модуля HEI в распределителе. Импульсы от распределителя поступают на ЭСУД, где по времени между импульсами вычисляется частота вращения двигателя. блок управления двигателем добавляет модификации опережения зажигания к сигналу и отправляет этот сигнал обратно дистрибьютору.

Работа электронного модуля управления (блок управления двигателем)

Блок управления двигателем контролирует и управляет всеми функциями системы DFI. блок управления двигателем состоит из устройств ввода/вывода, центрального процессора (CPU), источника питания и памяти. Краткое описание и работа каждого компонента следующие:

Устройства ввода/вывода

Эти интегральные устройства ЕСМ преобразуют электрические сигналы, принимаемые датчиками данных, и переключаются в цифровые сигналы для использования центральным процессором.

Центральный процессор (ЦП)

Цифровые сигналы, принимаемые CPU, используются для выполнения всех математических вычислений и логических функций, необходимых для подачи надлежащей воздушно-топливной смеси. CPU также вычисляет синхронизацию искры и информацию о скорости холостого хода. Центральный процессор управляет работой систем контроля выбросов, замкнутого контура управления топливом, круиз-контроля и диагностики.

Источник питания

Основной источник питания ЭСУД - от аккумуляторной батареи, через цепь зажигания № 1.

Воспоминания

3 типа памяти в блок управления двигателем: Постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM) и программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM). Функция каждой памяти следующая:

1. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - ПЗУ представляет собой программируемую информацию, которая может быть считана только блок управления двигателем. Программа ПЗУ не может быть изменена. При снятии напряжения батареи информация ПЗУ будет сохранена.
2. Random Access Memory (RAM) - эта память является рабочей площадкой для процессора. Информацию можно считывать в оперативную память или из нее, аналогично калькулятору. Информация датчика данных, диагностические коды и результаты вычислений временно хранятся в оперативной памяти. В случае снятия напряжения батареи вся информация, хранящаяся в этой памяти, теряется.
3. Программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM) - два программируемых производителем блока составляют эту память. Они содержат калибровочную информацию о каждом двигателе, трансмиссии, сочетании передаточного числа кузова и заднего моста. При пропадании напряжения батареи сохраняется информация ППЗУ. При необходимости PROM можно легко заменить.

Синхронизация электрической искры (EST)

Система EST состоит из блок управления двигателем и модифицированного распределителя HEI с 7-терминальным модулем HEI. Распределитель HEI связывается с блоком управления двигателем через 4-клеммный разъем, который содержит 4 цепи: цепь опорного сигнала распределителя, цепь байпаса, цепь EST и цепь заземления.

Всякий раз, когда приемная катушка подает сигнал на модуль HEI для размыкания первичной цепи, она также посылает сигналы синхронизации искры в блок управления двигателем через опорную линию. При напряжении на байпасной линии HEI 0 вольт (прокрутка двигателя) модуль HEI переключается на байпасную цепь. В обходной схеме модуль HEI обеспечивает опережение зажигания при базовой синхронизации и игнорирует сигнал опережения зажигания от блок управления двигателем. При напряжении на байпасной цепи HEI 5 вольт (двигатель работает) модуль HEI принимает сигнал синхронизации искры, выдаваемый блок управления двигателем.

Блок управления двигателем контролирует скорость двигателя через эталонную линию HEI и условия работы двигателя через датчики данных. Исходя из этих параметров, блок управления двигателем рассчитывает надлежащее опережение зажигания и подает сигналы на распределитель HEI через EST-линию.

Регулирование частоты вращения на холостом ходу (регулятор оборотов холостого хода)

Регулятор оборотов холостого хода - это привод с электроприводом, который изменяет угол дроссельной заслонки (в нерабочем положении) в соответствии с командами от блок управления двигателем. Эту функцию можно обойти, когда дроссель открыт настолько, что датчик положения дроссельной заслонки отключается от холостого хода. Когда двигатель холодный, блок управления двигателем удерживает дроссельную заслонку открытой в течение более длительного периода времени, чтобы обеспечить более быстрый прогрев. ВПК расположен со стороны корпуса дросселя.

Контроль выбросов

Блок управления двигателем управляет работой системы рециркуляция отработавших газов, системы управления система впрыска вторичного воздуха и управления продувкой канистр. Описание каждой системы следующее:

1. Рециркуляция отработавших газов система (Система рециркуляция отработавших газов) - Сигналы, полученные от датчика охлаждающей жидкости, обеспечивают блок управления двигателем температурой двигателя. Когда двигатель холодный, сообщенный вакуум в рециркуляция отработавших газов закрывается электромагнитным клапаном. При прогретом двигателе открывается электромагнитный клапан и разрешается ЭГР.
2. Система управления воздухом - эта система управляется аналогично системе рециркуляция отработавших газов. Когда двигатель холодный, блок управления двигателем включает соленоид управления воздухом, который позволяет воздуху проходить к клапану переключения воздуха. Переключающий клапан получает питание от блок управления двигателем для направления воздуха к выпускным отверстиям, чтобы помочь быстро нагреть кислородный датчик до 316°C. Когда двигатель прогрет или работает в замкнутом контуре, блок управления двигателем обесточивает клапан переключения воздуха, и воздух направляется непосредственно в каталитический преобразователь, чтобы помочь окислению HC и CO. Если воздушный регулирующий клапан обнаруживает быстрое увеличение вакуума в коллекторе (замедление), определенные режимы работы или блок управления двигателем обнаруживает любой сбой в системе, воздух отводится в воздухоочиститель или сбрасывается в атмосферу.
3. Операция управления продувкой канистры - Клапан управления продувкой от вакуума к канистре управляется блок управления двигателем с помощью электромагнитного клапана. Когда двигатель работает в разомкнутом контуре, соленоидный клапан возбуждается, и вакуум блокируется для продувки клапана. Когда система работает в замкнутом контуре, электромагнитный клапан обесточивается, и к продувочному клапану может быть приложен вакуум для всасывания собранных паров во впускной коллектор.

Замкнутый контур управления топливом

Замкнутый контур управления топливом поддерживает соотношение воздух/топливо 14,7: 1. Датчик кислорода контролирует содержание кислорода в отработавших газах, посылая информацию в ЭСУД. Затем блок управления двигателем корректирует воздушно-топливную смесь на отклонения от идеального соотношения.

Работа Круиз-Контроля

Блок управления двигателем принимает входные сигналы от переключателей включения круиз-контроля, переключателя приборной панели, переключателя отпуска тормозов, переключателя привода и датчика скорости. блок управления двигателем обрабатывает входы круиз-контроля вместе с входами управления двигателем DFI и передает командные сигналы на электромагнитный клапан управления вакуумом и электромагнитный клапан силового агрегата для управления скоростью автомобиля.

Работа муфты гидротрансформатора (муфта блокировки гидротрансформатора)

Муфта гидротрансформатора управляется блок управления двигателем через электрический соленоид, установленный в коробке передач. При определенной скорости блок управления двигателем возбуждает соленоид, и гидротрансформатор механически соединен с двигателем. При определенных условиях эксплуатации (когда требуется нормальная гидравлическая муфта) соленоид обесточивается.

Работа каталитического нейтрализатора

Надлежащий контроль выбросов осуществляется с помощью специального трехкомпонентного каталитического нейтрализатора; то есть он преобразует все 3 основные загрязнители (СО, НС и NOx). Конвертер содержит гранулы, покрытые платиной и палладием (калифорнийские автомобили имеют дополнительное покрытие родием).

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, используемый в системе DFI, представляет собой двухслойный нейтрализатор. «Предшествующая» секция конвертера содержит восстановительный/окислительный слой для восстановления NOx при одновременном окислении СО и НС. Труба подачи воздуха от насоса система впрыска вторичного воздуха вводит дополнительное количество воздуха между двойными слоями (во время режима замкнутого контура), так что второй слой может окислять любые оставшиеся СО и НС с высокой эффективностью преобразования, чтобы минимизировать общие выбросы.

Функционирование системы диагностики

Блок управления двигателем системы управления DFI имеет встроенную систему диагностики для постоянного контроля работы двигателя/транспортного средства. Система диагностики состоит из 4 тестов: тесты на неисправность двигателя, тесты на переключение, дисплеи данных двигателя и выходные циклические тесты. Описание каждого теста следующее:

Испытание двигателя на неисправность

Этот тест постоянно выполняется блок управления двигателем для обнаружения отказов или неисправностей системы. При возникновении неисправности блок управления двигателем включает индикатор «обслуживание NOW/SOON»(ОБСЛУЖИВАНИЕ СЕЙЧАС/СКОРО). Когда происходит сбой и лампа включается, соответствующий код неисправности будет сохранен в памяти ЕСМ. Неисправности регистрируются как «жесткие отказы» или «прерывистые отказы».

1. «Жесткие отказы» вызывают свечение лампы (ламп) «обслуживание NOW/SOON» и остаются включенными до устранения неисправности. Если индикатор (индикаторы) «обслуживание NOW/SOON»(ОБСЛУЖИВАНИЕ СЕЙЧАС/СКОРО) загорается и продолжает гореть во время эксплуатации транспортного средства, НЕОБХОДИМО определить причину неисправности.
2. «Периодические отказы» вызывают мерцание или погасание световых индикаторов «обслуживание NOW/SOON» после устранения неисправности. «Периодические отказы» могут быть связаны с датчиком. Если датчик выходит из строя, блок управления двигателем будет использовать заменяющее значение в своих расчетах для продолжения работы двигателя. В этом состоянии обслуживание не является обязательным; но может произойти потеря управляемости. Если соответствующая неисправность датчика не повторяется в течение 20 циклов зажигания, соответствующий код неисправности будет стерт из памяти блок управления двигателем.

Испытание переключателя

Эта серия тестов проверяет работу различных переключателей, которые обеспечивают ввод в блок управления двигателем. Во время этой операции определенные коммутаторы циклически переключаются, и блок управления двигателем анализирует действие, чтобы определить, правильно ли работают коммутаторы.

Отображение данных двигателя

Это серия проверок, которые отображают важную информацию о двигателе. Эту информацию можно сравнить с информацией, полученной от правильно работающего двигателя для анализа.

Тесты циклического выходного сигнала

Эта серия тестов заставляет блок управления двигателем включать и выключать различные устройства вывода. Во время этого теста работа соленоидов и ламп управления двигателем может быть проверена с использованием командных сигналов от блок управления двигателем.

В качестве проверки лампы и системы свет (ы) «обслуживание NOW/SOON» должен светиться при включении зажигания и погаснуть через 1-4 секунды после запуска двигателя. Если нет, то блок управления двигателем обнаружил неисправность в системе.