Ход процесса управления двигателем внутреннего сгорания. Взаимодействие с датчиками.
Причины ошибок и проверка действий, предпринимаемых в случае отдельных сбоев.
Использование соответствующих диагностических средств для улучшения ремонтных процессов системы зажигания.
Управление двигателем внутреннего сгорания современного автомобиля требует использования большого количества электрических и электронных компонентов. Сам двигатель автомобиля имеет 15–30 датчиков , а по всему автомобилю их может быть более 70.
Датчики предоставляют блоку управления важную информацию, в том числе: об оборотах, нагрузке, температуре и давлении масла . На основе полученных данных можно эффективно управлять различными функциями двигателя.
Датчик положения коленвала
Наиболее распространенными датчиками, используемыми для контроля положения коленчатого вала, являются индуктивные датчики и датчики Холла . Их задача – определить текущее положение вала, на основании чего рассчитывается скорость вращения вала.
Эти датчики используют сигнал от контрольной отметки через колесо энкодера для определения положения коленчатого вала. Число зубцов на колесе энкодера может варьироваться. Чаще всего используют 60-шаговые колеса, оставляющие два зуба для реперной отметки (60-2=52).
Сигналы, передаваемые индуктивными датчиками и датчиками Холла, поступают в модуль управления двигателем ( электронный блок управления – ЭБУ ). Если датчик поврежден , контроллер двигателя не может определить положение коленчатого вала. Он также не может определить точное время впрыска топлива. Чаще всего это проявляется в неравномерной работе двигателя, резком остановке горячего двигателя и проблемах с запуском автомобиля.
Причины ошибки:
- Поврежденный датчик, например, слишком высокое сопротивление катушки или поврежден магнит.
- Загрязнен датчик (грязь от изношенного диска сцепления или металлические опилки).
- Сигнальный кабель поврежден.
Проверьте шаги:
Правильное значение сопротивления, измеренное между клеммами энкодера, должно находиться в диапазоне 450–550 Ом. Сигнал скорости энкодера также можно проверить при работающем двигателе с помощью осциллографа. Красный измерительный наконечник должен быть помещен на сигнальный провод энкодера, а черный измерительный наконечник должен касаться провода заземления энкодера.
Монитор должен показывать сигнал синусоидального напряжения амплитудой не менее 2,5 В. Сигналы с меньшей амплитудой могут не распознаваться ЭБУ. Если используется датчик Холла, измерять его сопротивление не рекомендуется. Датчики Холла имеют внутри чувствительные электронные компоненты, которые могут быть повреждены при измерении с помощью омметра.
Датчик положения распредвала
Датчики Холла также используются в качестве датчиков положения распределительного вала. Они используются для синхронизации коленчатого и распределительного валов. Датчик Холла посылает цифровой сигнал, который не требует обработки в модуле управления. Однако из-за встроенного электронного измерительного модуля датчики не следует измерять напрямую.
Датчики положения распределительного вала состоят из двух элементов: датчика Холла и чувствительного колеса. Магниты установлены на сигнальном колесе противоположными полюсами друг к другу. В какой-то момент отсутствуют один северный полюс и один южный полюс.
Энкодер распознает этот зазор как опорную точку и передает сигнал в ЭБУ. Если датчик выйдет из строя во время работы двигателя, двигатель продолжит работать, поскольку синхронизация была завершена при запуске устройства .
На неисправность укажет загорание контрольной лампы двигателя. Во время движения также будут наблюдаться рывки двигателя, его остановка и плохое ускорение. После выключения двигателя перезапустить автомобиль будет невозможно.
Причины ошибки:
- Короткое замыкание внутреннего датчика.
- Разрыв цепи главного реле или ЭБУ.
- Сигнальный кабель поврежден.
- Повреждение заземляющего кабеля.
Проверьте шаги:
Не измеряйте датчик Холла с помощью омметра, так как это приведет к повреждению датчика. Датчик Холла имеет 3 контакта (контакта). Напряжение питания (5 В) подается на один из контактов от ЭБУ. Второй контакт предназначен для заземления. С третьего контакта сигналы подаются на модуль управления.
Напряжение питания можно проверить на главном реле или от ЭБУ. Напряжение питания должно находиться в пределах 5-12 В в зависимости от блока и производителя. Непрерывность сигнального кабеля можно проверить с помощью осциллографа. Датчик генерирует сигнал в виде прямоугольной волны.
Датчик температуры впускного воздуха
Датчики температуры используются для измерения температуры всасываемого воздуха, наружного воздуха, охлаждающей жидкости и топлива. Все датчики температуры имеют одинаковую конструкцию.
Обычно устанавливают резисторы с отрицательным температурным коэффициентом (термисторы NTC – отрицательный температурный коэффициент). С повышением температуры их сопротивление уменьшается. Все датчики питаются напряжением 5 В от ЭБУ, а падение напряжения на термисторе предоставляет модулю информацию о фактической температуре датчика.
При отсутствии сигнала от датчика ЭБУ производит расчеты с учетом постоянной подстановочной величины , что снижает КПД агрегата. О повреждении датчика впускного воздуха часто свидетельствует включение контрольной лампы двигателя. Повреждение датчика также приводит к затруднениям при запуске холодного двигателя, неустойчивой работе двигателя на холостом ходу или медленному ускорению.
Причины ошибки:
- Внутреннее повреждение датчика температуры.
- Повреждение шнура питания.
- Сигнальный кабель поврежден.
Проверьте шаги:
Поскольку все датчики температуры являются датчиками NTC, их можно проверить путем измерения сопротивления. В зависимости от температуры датчик должен иметь определенное значение сопротивления, например:
- +15°C = 3750 Ом,
- +30°C = 1750 Ом,
- +80°C = 275 Ом.
Если измеренные значения сопротивления соответствуют данным производителя, проверьте напряжение питания. Напряжение питания составляет примерно 5 В. Дополнительно можно проверить целостность сигнального кабеля – напряжение на сигнальном кабеле должно составлять 0,5-4,5 В.
Датчик массы воздушного потока
Датчик массового расхода воздуха очень точно определяет фактическое количество воздуха, всасываемого двигателем. Этот датчик также учитывает пульсации и рывки воздуха, вызванные открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов.
Часть всасываемого воздуха из воздушного фильтра направляется в зону измерения, где измеряется масса всасываемого воздуха. Поток воздуха вызывает изменение сопротивления нагревательного элемента расходомера. Изменения сопротивления преобразуются внутренней электронной системой в соответствующий сигнал напряжения и передаются в электронный блок управления (ЭБУ).
Новые датчики массового расхода воздуха с термопленкой посылают цифровой сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в ЭБУ. При отсутствии сигнала блок управления двигателем производит расчеты с заранее определенным замещающим значением.
Кроме того, при повреждении датчика массового расхода воздуха рециркуляция выхлопных газов будет отключена и мощность двигателя снизится . Кроме того, двигатель начнет дергаться на средних оборотах и может наблюдаться падение мощности (провал) при разгоне.
Причины ошибки:
- Внутренняя ошибка в компоненте или электронике датчика.
- Отложения/загрязнение сенсора.
- Повреждение шнура питания. Сигнальный кабель поврежден.
- Повреждение заземляющего кабеля.
Проверьте шаги:
Датчик массового расхода воздуха можно проверить сканирующим прибором, сравнив полученные значения параметров с номинальными. Также стоит проверить уровень напряжения питания и контакт подключения к массе автомобиля.
В случае аналоговых выходов напряжение сигнала можно проверить с помощью измерителя . В случае цифровых выходов для измерения сигнала ШИМ необходим осциллограф или диагностический тестер с соответствующей функцией. Кроме того, вы можете измерить сопротивление проводов и проверить их на обрыв или короткое замыкание.
Топливная система
Система управления двигателем использует данные, полученные от датчиков, для обеспечения агрегата соответствующим количеством топлива. Однако для того, чтобы топливо хотя бы дошло до цилиндров, автомобилю необходима топливная система.
Подачу топлива обеспечивает топливный насос , который может быть интегрирован в бак или установлен в качестве «рядного» насоса в топливопроводе. В старых системах топливный насос непрерывно подает топливо в двигатель, а давление впрыска регулируется клапаном регулирования давления с механическим управлением.
Однако новые топливные системы работают по принципу подачи топлива по требованию. Насос подает топливо в зависимости от необходимого давления , а значит, также регулирует давление. Если поврежден топливный насос и не достигается нужное давление или подается слишком мало топлива, возникнут проблемы с зажиганием, неравномерная работа агрегата и рывки во время движения. Если насос остановится и топливо не будет поступать, двигатель выключится.
Причины ошибки:
- Повреждён топливный насос.
- Повреждение шнура питания.
- Нет реле, питающего топливный насос, или нет питания от ЭБУ.
Проверьте шаги:
Прежде всего , проверьте давление топлива с помощью манометра . Если значение давления не соответствует указанному производителем насоса, проверьте насос, топливопровод и напряжение питания от реле или ЭБУ. Напряжение, питающее насос, должно составлять примерно 12 В.
Инжекторный клапан
Задача форсунок – точно впрыскивать дозу топлива в камеры сгорания двигателя автомобиля. Работой форсунок управляет контроллер двигателя , который на основании полученной информации принимает решение о дозе и моменте впрыска топлива.
Повреждение или неправильная работа форсунки может привести к проблемам с запуском двигателя, повышенному расходу топлива, потере мощности или нестабильной работе двигателя на малых оборотах и холостом ходу. На поврежденный инжекторный клапан может также указывать черный или белый дым, выходящий из выхлопной трубы.
Причины ошибки:
- Повреждён инжекторный клапан.
- Нет напряжения питания.
- Нет управляющего напряжения.
Проверьте шаги:
На инжекторный клапан должно быть подано напряжение 12 В. В случае сбоя питания проверьте работу главного реле. В свою очередь, амплитуду управляющего сигнала от модуля ЭБУ можно проверить с помощью осциллографа.
Время впрыска топлива должно увеличиваться по мере увеличения частоты вращения двигателя. Повреждение впрыскивающего клапана можно обнаружить с помощью тестера выхлопных газов. Если клапан не впрыскивает топливо, содержание кислорода (О 2 ) в выхлопных газах увеличивается. Когда впрыскивающий клапан остается открытым, содержание углеводородов (HC) в выхлопных газах увеличивается.
Система зажигания
Система зажигания отвечает за запуск процесса сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя с искровым зажиганием. В состав системы зажигания входят следующие элементы: катушки зажигания, свечи зажигания, кабели зажигания и компьютер, управляющий системой. Системы зажигания относительно долговечны и надежны, но со временем могут выйти из строя.
Катушка зажигания/свеча зажигания
Катушка зажигания выдает высокое напряжение (10-20 кВ), необходимое для возникновения искры между электродами свечи зажигания. Величина напряжения, индуцируемого в катушке зажигания, зависит прежде всего от напряженности магнитного поля, числа витков вторичной катушки и скорости изменения магнитного поля.
Признаками поврежденной катушки зажигания или свечи зажигания могут быть проблемы с запуском двигателя, его более громкая и неравномерная работа, а также заметная пульсация и рывки во время движения. Выход из строя системы зажигания также приводит к увеличению расхода топлива и увеличению выбросов выхлопных газов.
Причины ошибки:
К
- атушка зажигания – повреждение/обрыв кабеля.
- Катушка зажигания – слишком высокое сопротивление первичной или вторичной обмотки.
- Свеча зажигания – неправильный зазор между массой и центральным электродом или оплавленная свеча зажигания.
- Неправильное напряжение питания катушки зажигания.
- Некорректная работа модуля ЭБУ.
Проверьте шаги:
С помощью омметра или осциллографа измерьте сопротивление обмоток катушки зажигания. Сопротивление первичной обмотки должно быть примерно 1 Ом, а сопротивление вторичной обмотки – до 20 кОм. С помощью осциллографа проверьте процесс зажигания.
Это позволит обнаружить поврежденную катушку и возможную неисправность модуля ЭБУ. Свечи зажигания следует осмотреть визуально, обращая внимание на состояние внешней изоляции и зазор между боковым и центральным электродами.