1 Катушка зажигания 2 Датчик положения коленчатого вала (CKP) 3 Подогреваемый кислородный датчик (HO2S) 4 Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT) 5 Датчик абсолютного давления (MAP) и температуры во впускном коллекторе (MAPT) 6 Корпус электронной дроссельной заслонки
1 Датчик положения распределительного вала (CMP) 2 Датчик давления моторного масла (EOP) 3 Датчик детонации (KS) 4 Нагнетательные форсунки 5 Масляный управляющий электромагнитный клапан системы регулируемого газораспределения (VCT)
Катушка зажигания
Система электронного зажигания является полностью электронной бесконтактной системой без подвижных частей со стороны высокого напряжения.
Система электронного зажигания встроена в блок управления силовым агрегатом (PCM).
Распределение высокого напряжения по отдельным цилиндрам в системе электронного зажигания реализуется посредством двухдисковых катушек зажигания. Сигнал датчика положения коленчатого вала (CKP) служит основой для расчетов угла опережения зажигания. Используя карту зажигания, блок управления силовым агрегатом (PCM) определяет оптимальную продолжительность замыкания и нарастание тока в первичной цепи катушки зажигания, при этом коммутация осуществляется выходными каскадами в блок управления силовым агрегатом. Момент опережения зажигания определяется блок управления силовым агрегатом на основании условий работы двигателя. После определения момента зажигания блок управления силовым агрегатом прерывает ток в первичной обмотке катушки зажигания, создавая, таким образом, искру зажигания, которая через свечу зажигания поступает на цилиндр.
Датчик положения коленчатого вала (CKP)
Датчик положение коленвала — индуктивный, он позволяет блоку управления двигателем (ECM) определять угловое положение коленчатого вала и частоту вращения коленчатого вала двигателя.
Датчик положение коленвала установлен в левой задней части поддона на одной оси с ведущим диском двигателя. Датчик закреплен одним винтом и оснащен кольцевым уплотнением. Для соединения со жгутом проводов двигателя имеется двухконтактный электрический разъем.
Головка датчика положение коленвала обращена к зубчатому задающему кольцу, запрессованному по наружной окружности ведущего диска двигателя. В импульсном колесе расположено 60 минус 2 зуба. 58 зубьев расположены с интервалом 6°, два зуба удалены для создания опорной точки с осью, находящейся в положении 21° перед верхней мертвой точкой (ВМТ) цилиндра 1 в ряду A.
В случае выхода из строя датчика положение коленвала, блок управления двигателем выполняет следующие действия.
Использует сигналы датчиков положения распределительного вала (CMP) для определения углового положения коленчатого вала и частоты вращения коленчатого вала двигателя;
активирует аварийный режим движения, в котором обороты двигателя ограничены значением 3000 об/мин. При неисправном датчике положение коленвала для запуска двигателя требуется более длительное прокручивание коленчатого вала, пока блок управления двигателем определяет его угловое положение.
Подогреваемый кислородный датчик (HO2S)
Подогреваемые кислородные датчики позволяют блок управления двигателем измерять содержание кислорода в отработавших газах для управления составом топливовоздушной смеси в замкнутом контуре и для контроля работы каталитического нейтрализатора.
Передний подогреваемый кислородный датчик установлен на выходе каждого из выпускных коллекторов. Это позволяет осуществлять независимое управление составом топливовоздушной смеси в каждом ряду цилиндров. Нижний подогреваемый кислородный датчик установлен в каждом из каталитических нейтрализаторов для оптимизации и контроля их работы.
Правильная работа кислородных датчиков возможна только при нагреве до высокой температуры. Для достижения требуемых высоких температур датчики снабжены нагревательными элементами, которые управляются широтномодулированными (PWM) сигналами из блок управления двигателем. Нагревательные элементы начинают работать после каждого запуска двигателя сразу после обнаружения того, что в отработавших газах отсутствует влага (задержка от 0 до 2 минут). Они работают также при низких нагрузках, когда температура отработавших газов недостаточна для нагрева датчиков. Скважность импульсов питания тщательно регулируется, чтобы избежать теплового удара холодных датчиков. Отказ нагревателя приводит к увеличению продолжительности периода подготовки датчика к работе, что задерживает переход на режим управления по сигналу обратной связи и увеличивает выброс токсичных веществ.
Передние подогреваемые кислородные датчики генерируют постоянное напряжение с переменной силой тока, которая пропорциональна составу смеси. Задние подогреваемые кислородные датчики генерируют выходное напряжение в зависимости от соотношения кислорода в отработавших газах и в окружающем воздухе.
С ростом пробега автомобиля происходит старение подогреваемых кислородных датчиков, из-за чего увеличивается время отклика при переходе с богатой смеси на бедную и наоборот. Увеличение времени отклика негативно влияет на замкнутое управление составом смеси со стороны блок управления двигателем и приводит к постепенному увеличению токсичности отработавших газов. Измерение времени отклика на переход состава смеси через единицу используется для диагностики состояния передних датчиков.
Диагностика электрических цепей переднего и заднего кислородных датчиков ведется непрерывно. Диагностика осуществляется сравнением полученного сигнала с максимальным и минимальным пороговыми значениями, что позволяет определить наличие обрыва или короткого замыкания.
При неисправности подогреваемого кислородного датчика:
блок управления двигателем автоматически переключается в режим управления подачей топлива без обратной связи для соответствующего ряда цилиндров.
может увеличиться содержание CO (окиси углерода) и других веществ в отработавших газах;
запах отработавших газов может напоминать запах тухлых яиц (сероводород).
При неисправном подогреваемом кислородном датчике в двигатель поступает обедненная топливовоздушная смесь, снижается мощность.
Датчик температуры охлаждающей жидкости (ECT)
Датчики температура охлаждающей жидкости представляют собой термостаты с отрицательным температурным коэффициентом, которые позволяют блоку управления двигателем контролировать температуру охлаждающей жидкости двигателя.
Каждый датчик закреплен поворотным замком с фиксатором и снабжен уплотнительным кольцом. Для соединения датчика со жгутом проводов двигателя имеется двухконтактный электрический разъем.
температура охлаждающей жидкости установлен в коллекторе обогревателя позади правой головки блока цилиндров. Входной сигнал этого датчика используется в калибровочных таблицах и другими системами.
Если температура охлаждающей жидкости неисправен, в блок управления двигателем используется расчетная температура охлаждающей жидкости. После второй поездки с неисправным температура охлаждающей жидкости, блок управления двигателем включает контрольную лампу системы управления двигателем (MIL).
Датчик абсолютного давления (MAP) и температуры во впускном коллекторе (MAPT)
В корпусе датчика MAPT находится чувствительный пьезоэлемент для измерения абсолютного давления в коллекторе (MAP) и электронная схема для усиления сигнала и компенсации температурной зависимости. Элемент датчика температуры воздухозабора (IAT) представляет собой резистор с отрицательным температурным коэффициентом. Благодаря специальному покрытию чувствительные элементы датчиков абсолютное давление во впускном коллекторе и температура впускного воздуха устойчивы к воздействию газов и водяных паров во впускном тракте. Датчик MAPT получает опорное напряжение в 5 В от блок управления силовым агрегатом (PCM). Выходной сигнал чувствительного элемента датчика МАР является аналоговым сигналом напряжения, изменяющимся пропорционально абсолютному давлению во впускном коллекторе. Высокое абсолютное давление во впускном коллекторе (дроссельная заслонка открыта) означает высокое напряжение, а низкое абсолютное давление во впускном коллекторе (дроссельная заслонка закрыта) означает низкое напряжение. При включенном зажигании и открытой дроссельной заслонке датчик абсолютное давление во впускном коллекторе измеряет барометрическое давление (BARO). Итоговое значение хранится в памяти постоянного хранения и служит эталонным напряжением для преобладающего абсолютного давления в коллекторе при разных состояниях нагрузки.
Чувствительный элемент датчика температура впускного воздуха также посылает аналоговый сигнал напряжения в блок управления силовым агрегатом (PCM). Температурный диапазон (спадающая часть температурной характеристики) датчика температура впускного воздуха занимает область от –40 ºC (номинальное сопротивление ок. 48 кОм) до 130 ºC (номинальное сопротивление ок. 85 кОм). При температуре воздухозабора 20 ºC номинальное сопротивление составляет 2,5 кОм +/- 5 %. Аналоговые сигналы напряжения оцифровываются в аналогово-цифровом преобразователе и передаются на микропроцессор как числовые величины (номера).
Использование сигнала MAPT
Дроссельная заслонка с электронной системой управления
блок управления двигателем использует электронную дроссельную заслонку для облегчения регулирования крутящего момента двигателя.
Электронная дроссельная заслонка крепится к впускному коллектору. Дополнительную информацию см. в разделе по распределению и фильтрации всасываемого воздуха (303-12 «Распределение и фильтрация всасываемого воздуха» — 5,0 л NA V8 - AJ133, «Описание и принцип действия»).
Работой дроссельной заслонки управляет электродвигатель постоянного тока, встроенный в корпус заслонки. блок управления двигателем использует широтномодулированный сигнал для контролирования электродвигателя постоянного тока. блок управления двигателем сравнивает входные сигналы датчика положения педали акселератора (APP) с электронным запросом или значением для определения требуемого положения дроссельной заслонки. блок управления двигателем и электронная дроссельная заслонка выполняют также следующие функции:
• контроль запросов на включение круиз-контроля;
• автоматическое регулирование положения дроссельной заслонки для обеспечения точности управления системой круиз-контроля;
• все регулирующие воздействия системы динамической стабилизации на работу двигателя;
• контроль и ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя и максимальной скорости движения;
• обеспечение различных характеристических карт двигателя для управления системой оптимизации ходовых и динамических характеристик.
Программный алгоритм блок управления двигателем осуществляет калибровку положения дроссельной заслонки в начале каждого цикла зажигания. После включения зажигания блок управления двигателем выполняет самопроверку и калибровку положения дроссельной заслонки путём её полного закрытия и открывания. При этом проверяются пружины начального положения, и блок управления двигателем запоминает полностью закрытое положение.
Датчик положения распределительного вала (CMP)
На основании вычисленного положения распределительных валов и информации о положении коленчатого вала двигателя, блок управления силовым агрегатом (PCM) может определять правильный момент зажигания и правильный момент впрыска индивидуально для каждого цилиндра. Также можно точно определить цилиндр, имеющий тенденцию к детонационному сгоранию.
Датчик положение распредвала является датчиком Холла и получает от блок управления силовым агрегатом (PCM) напряжение 5 В. Датчик Холла генерирует сигнал, когда зубья импульсного диска проходят мимо наконечника датчика. По форме и расположению зубьев импульсного диска и в сочетании с сигналами датчика положение коленвала блок управления силовым агрегатом может в любой момент вычислить положение каждого распределительного вала. Если в зоне датчика находится возвышение, блок управления силовым агрегатом получает низкий сигнал с максимальным напряжением 0,5 В. Если в зоне датчика находится разрыв, на блок управления силовым агрегатом посылается высокий сигнал. В этом случае напряжение составляет около 4,5 В.
При выходе из строя датчика положение распредвала в память неисправностей блок управления силовым агрегатом (PCM) записывается ошибка, и регулирование по детонации отключается.
На автомобилях без датчика положение распредвала распознавание положения ВМТ первого цилиндра 1 осуществляется за счет различного нарастания тока при зажигании в цилиндрах 1 и 3.
Датчик давления моторного масла (EOP)
Датчик-переключатель давления моторного масла (EOP) определяет давление масла. При достижении определенного давления моторного масла контакты датчика-переключателя размыкаются.
Эта информация передается по шине передачи данных на щиток приборов, где соответственно включается/выключается контрольная лампа датчика EOP.
Датчик детонации (KS)
Пьезокерамические датчики детонации позволяют блок управления двигателем использовать активное управление детонацией и предотвращать повреждение двигателя в результате преждевременного зажигания или детонации.
блок управления двигателем сравнивает сигналы датчиков детонации со схемой, сохраненной в памяти, для определения возникновения детонации в отдельных цилиндрах. При обнаружении детонации блок управления двигателем уменьшает угол опережения зажигания в этом цилиндре на несколько рабочих циклов, а затем постепенно возвращается к исходному значению.
Если сигнал датчика детонации становится недостоверным, блок управления двигателем прекращает использование обратной связи в управлении зажиганием. В этом случае блок управления двигателем возвращается к базовой схеме установки опережения зажигания. Это предохраняет двигатель от повреждения при переходе на низкосортное топливо. контрольная лампа неисправности (проверить двигатель) не включается, однако водитель, при определённых условиях, может услышать характерный металлический детонационный "стук" и отметить, при некоторых условиях, снижение мощности двигателя и ровности его работы.
Нагнетательные форсунки
Форсунки с электромагнитным управлением дозируют и распыляют топливо. Количество впрыскиваемого топлива регулируется продолжительностью работы форсунок. Топливные форсунки либо закрыты (не включены), либо открыты (включены). Каждый цилиндр имеет собственную форсунку. Впрыск осуществляется с точным дозированием в момент времени, определенный блок управления силовым агрегатом (PCM). Впрыск осуществляется непосредственно перед впускными клапанами цилиндра.
Масляный управляющий электромагнитный клапан системы регулируемого газораспределения (VCT)
Электромагнитный клапан подачи масла системы регулирования фаз газораспределения представляет собой гидравлический клапан с электрическим управлением, направляющий моторное масло к разным распределительным валам. Как только блок управления силовым агрегатом (PCM) передает сигнал, золотник клапана смещается, направляя масло в полость фазовращателя распределительного вала. Этим действием меняются фазы газораспределения клапанов путем установки режима подачи масла с опережением или запаздыванием. Распределительный вал, таким образом, обретает угол смещения (опережения или запаздывания) относительно коленчатого вала, позволяющий оптимизировать работу двигателя и снизить выбросы.