Установка схемы управления двигателем - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Установка схемы управления двигателем

Электронная система управления двигателем в автомобиле: разбираем, что это и принцип работы

Назначение

Прежде чем пояснять, как работает блок управления двигателем, стоит подробнее рассказать о том, для чего нужна подобная система и какие функции она выполняет на современном автомобиле.

Разумеется, электронная система дистанционного запуска, изменения режимов работы ДВС и управления его функционированием устанавливалась не всегда. На машинах, которые не наделены столь полезной и необходимой электроникой, большинство систем работает за счет механических приводов и ручного управления.

Так, вместо всем известного инжектора устанавливался карбюратор, который требует от водителя определенных знаний и навыков. Помимо прочего, вместо электрического вентилятора с датчиком температуры применяется вентилятор с механическим приводом, привязанным к шкиву двигателя внутреннего сгорания.

На данном этапе возникает вопрос: для чего понадобился блок управления двигателем, который не только имеет сложное устройство, но и обладает довольно-таки высокой ценой? Неужели нельзя было обойтись «малой кровью» и продолжать применять максимально примитивные устройства при проектировании автомобилей?

Начнем с того, что отсутствие ЭБУ в автомобиле полностью лишает владельца возможности оснастить своего железного коня системой запуска двигателя с брелока. Несмотря на то, что дистанционный запуск является не самой важной опцией в современном автомобиле, он имеет большое количество преимуществ, которые оценили владельцы.

К примеру, благодаря дистанционному запуску, у владельца нет необходимости ждать, пока машина прогреется в мороз, и в салоне станет тепло. Летом система запуска с брелока позволяет заранее охладить салон при помощи кондиционера и сделать это заблаговременно.

Помимо системы запуска, большое значение имеет наличие датчиков, которые считывают показания различных систем и собирают сведения о параметрах двигателя внутреннего сгорания. Такое положение дел позволяет использовать эти данные для того, чтобы производить тщательный анализ и вырабатывать алгоритм смены режима работы и изменения интенсивности сгорания топлива. Это помогает сэкономить топливо, увеличить ресурс двигателя внутреннего сгорания и, наконец, добиться более достойных динамических характеристик авто.

Что же касается других преимуществ, то блок управления имеет куда большую надежность по сравнению с примитивными устройствами, применявшимися в старых автомобилях. Несмотря на более сложное строение, инженерам удалось добиться того, что ЭБУ не выходит из строя даже при серьезных пробегах, не подвержен воздействию влаги, экстремальных температур и других неблагоприятных условий, которые приводят большинство обычной электроники в негодность.

Плюсы и минусы системы

Дистанционный запуск двигателя – удобная функция, упрощающая повседневную эксплуатацию автомобиля в мороз или в жаркие дни. К преимуществам автозапуска относятся:

  • возможность запустить ДВС не выходя из дома и сэкономив личное время;
  • предварительный прогрев (или охлаждение) салона автомобиля, обеспечение комфортной температуры перед поездкой;
  • возможность запрограммировать запуск в заданное время или при определенных температурных показателях.

Однако у системы есть и свои слабые стороны.

  1. Подвижные элементы двигателя подвергаются риску преждевременного износа. Причина кроется в возрастающей силе трения, которая возникает при запуске ДВС на холодную и ожидании достаточного прогрева масла.
  2. Аккумуляторная батарея подвергается большой нагрузке, ее приходится чаще подзаряжать.
  3. Когда водитель находится далеко от автомобиля, а двигатель уже запущен, в машину могут проникнуть злоумышленники.
  4. В случае повторных автоматических запусков увеличивается расход топлива.

Индуктивные нагрузки

При выборе индуктивной нагрузки, представленной двигателем, решение проблемы режима плавного управления мощностными показателями мотора не всегда дается легко, что зависит от нескольких факторов, представленных:

  • мощностными показателями движка;
  • инерционностью нагрузочного уровня вала;
  • реактивными обмоточными показателями;
  • активными обмоточными показателями.

Управление двигателями постоянного тока

Оптимальным вариантом для решения практически всех перечисленных выше проблем является использование частотных инверторов.

Индуктивный тип схемы для управления двигателем ПТ не отличается особой сложностью по сравнению с частотным управлением, а также способен обеспечивать вполне приемлемую результативность.

Система управления двигателем

Описание конструкции

Элементы системы управления двигателем: 1 – диагностический разъем; 2 – тахометр; 3 – контрольная лампа неисправности системы управления двигателем; 4 – датчик положения дроссельной заслонки; 5 – корпус дроссельной заслонки; 6 – электровентилятор радиатора; 7 – реле электровентилятора; 8 – электронный блок управления; 9 – катушка (модуль) зажигания; 10 – датчик скорости автомобиля; 11 – свеча зажигания; 12 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 13 – датчик положения коленчатого вала; 14 – реле электробензонасоса; 15 – топливный бак; 16 – электробензонасос; 17 – перепускной клапан; 18 – предохранительный клапан; 19 – гравитационный клапан; 20 – топливный фильтр; 21 – клапан продувки адсорбера; 22 – приемная труба; 23 – датчик концентрации кислорода; 24 – аккумуляторная батарея; 25 – выключатель (замок) зажигания; 26 – главное реле; 27 – форсунка; 28 – регулятор давления топлива; 29 – регулятор холостого хода; 30 – корпус воздушного фильтра; 31 – датчик массового расхода воздуха

Читать еще:  Что гремит в двигателе тойота

Система управления двигателем с распределенным впрыском топлива – электронная. Она контролирует количество воздуха и топлива, поступающего в цилиндры двигателя, включает и выключает топливный насос, управляет искрообразованием на свечах зажигания и корректирует угол опережения зажигания, регулирует частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу, управляет электровентилятором системы охлаждения двигателя.

Расположение элементов системы управления двигателем: 1 – электронный блок управления, реле и предохранители (расположены под вещевым ящиком в салоне); 2 – датчик концентрации кислорода (расположен на приемной трубе); 3 – датчик скорости автомобиля (расположен на коробке передач); 4 – клапан продувки адсорбера; 5 – датчик массового расхода воздуха; 6 – катушка зажигания; 7 – датчик положения коленчатого вала (расположен на крышке привода распределительного вала); 8 – датчик температуры охлаждающей жидкости (расположен в патрубке системы охлаждения); 9 – датчик положения дроссельной заслонки; 10 – жгут проводов системы управления

Система состоит из следующих элементов:

• электронного блока управления (ЭБУ);

– положения коленчатого вала;

– положения дроссельной заслонки;

– температуры охлаждающей жидкости;

– массового расхода воздуха;

– реле топливного насоса;

– реле электровентилятора системы охлаждения;

– контрольной лампы неисправности системы управления двигателем;

– регулятора холостого хода;

– клапана продувки адсорбера;

• колодки диагностического разъема.

Контрольная лампа неисправности системы управления двигателем расположена на щитке приборов в блоке сигнализаторов (см. «Органы управления и контрольные приборы»). При включении зажигания происходит тестирование исправности системы, при этом лампа загорается и гаснет после запуска двигателя. Включение лампы при работающем двигателе сигнализирует о необходимости проверки системы управления двигателем. На некоторых модификациях автомобилей контрольная лампа может быть расположена на верхнем вкладыше панели радиоприемника.

Главный управляющий элемент системы – электронный блок управления (ЭБУ, или как часто его называют – контроллер), с встроенным микропроцессором.

Электронный блок управления (ЭБУ)

По сути, ЭБУ – специализированный миникомпьютер, в котором установлена программа управления двигателем, а датчики и исполнительные устройства – периферийное оборудование этого компьютера. Блок получает и анализирует сигналы датчиков. На основе полученных данных блок рассчитывает управляющие команды и выдает их на исполнительные устройства. В блоке имеются два типа памяти: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ – память энергонезависимая (то есть информация в памяти сохраняется при отключении питания). В ПЗУ хранится программа вычислений и необходимые для расчета данные (параметры двигателя, передаточные отношения трансмиссии и другие характеристики). В процессе работы ЭБУ контролирует исправность всех элементов и цепей системы управления двигателем. Обнаружив неисправность, ЭБУ переводит систему управления двигателем на резервный режим работы и включает контрольную лампу неисправности двигателя. Двигатель при этом сможет продолжить работу (кроме случая неисправности датчика положения коленчатого вала, см. ниже), что позволяет доехать до места ремонта своим ходом. Коды обнаруженных неисправностей ЭБУ записывает в оперативную память (ОЗУ). Там же хранится оперативная информация, которую микропроцессор ЭБУ использует при расчетах. При отключении аккумуляторной батареи от бортовой сети автомобиля вся информация, хранящаяся в ОЗУ, будет утеряна.

Электронный блок управления установлен в салоне под вещевым ящиком на кронштейне, прикрепленном к перегородке моторного отсека.

На автомобиле установлена система управления двигателем на базе ЭБУ M7.9.7 под нормы токсичности ЕВРО II. На автомобиле с двигателем 21067 установлен блок управления 21067-1411020-11/12, а с двигателем 2104 – 2104-1411020-10.

Читать еще:  Чем удалить мазут с двигателя

На части выпущенных автомобилей установлены ЭБУ M1.5.4N и Январь-5.1.3 (см. «Электрические схемы») .

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) предназначен для формирования сигналов, по которым ЭБУ синхронизирует свою работу с тактами рабочего процесса двигателя. Поэтому часто этот датчик называют датчиком синхронизации. Датчик установлен в отверстии кронштейна крышки привода распределительного вала.

Датчик положения коленчатого вала

Действие датчика основано на принципе индукции – при прохождении мимо сердечника датчика зубьев шкива коленчатого вала в цепи датчика возникают импульсы напряжения переменного тока. Частота появления импульсов соответствует частоте вращения коленчатого вала. Зубья расположены по окружности шкива на одинаковом расстоянии. Расстояние между двумя из них выполнено больше. Сделано это для формирования в цепи датчика опорных сигналов – своеобразных точек отсчета, относительно которых ЭБУ определяет положение коленчатого вала. Работа двигателя с неисправным датчиком положения коленчатого вала невозможна.

Расположение датчика положения коленчатого вала

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) пленочного типа установлен на корпусе воздушного фильтра.

По сигналу датчика, ЭБУ рассчитывает количество воздуха, поступающего во впускной трубопровод двигателя. При неисправности ДМРВ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик массового расхода воздуха

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) представляет собой переменный резистор, сопротивление которого зависит от угла поворота дроссельной заслонки.

Датчик положения дроссельной заслонки

Датчик установлен на корпусе дроссельной заслонки и связан с ее осью. По сигналу ДПДЗ электронный блок управления определяет величину угла открытия дроссельной заслонки. При неисправности ДПДЗ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Датчик концентрации кислорода определяет содержание кислорода в отработавших газах и передает сигнал на ЭБУ.

Датчик концентрации кислорода

Он установлен в приемной трубе системы выпуска отработавших газов.

Расположение датчика концентрации кислорода

По полученным от датчика концентрации кислорода данным ЭБУ корректирует количество топлива, впрыскиваемое форсунками в впускной трубопровод, тем самым поддерживая оптимальную пропорцию смеси воздуха с топливом, необходимую для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Датчик начинает работать при прогреве его чувствительного элемента до температуры не ниже 360 ° С. Для сокращения времени прогрева в датчик встроен нагревательный элемент.

Наличие в отработавших газах соединений свинца и кремния может вывести датчик концентрации кислорода из строя. Поэтому не допускается использование этилированного бензина (в нем присутствуют соединения свинца). При ремонте двигателя нельзя также применять герметик с большим содержанием силикона (соединений кремния), испарения которого могут попасть через систему вентиляции картера в цилиндры и далее в систему выпуска отработавших газов. Следует использовать герметик, на упаковке которого изготовитель указывает, что герметик безопасен для датчика концентрации кислорода.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) – полупроводниковый прибор – термистор, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

ДТОЖ установлен в резьбовом отверстии патрубка системы охлаждения двигателя.

Расположение датчика температуры охлаждающей жидкости

По величине сопротивления датчика ЭБУ оценивает температурный режим двигателя. Полученные данные используются при расчете большинства управляющих команд системы управления двигателем, а также для включения электровентилятора системы охлаждения двигателя.

При неисправности ДТОЖ электронный блок управления переводит систему на резервный режим работы.

Принцип действия датчика скорости автомобиля основан на эффекте Холла.

Датчик скорости автомобиля

Датчик закреплен на корпусе привода спидометра, который установлен на коробке передач. К датчику крепится трос привода спидометра.

Расположение датчика скорости автомобиля

По импульсам, вырабатываемым датчиком, ЭБУ рассчитывает скорость автомобиля.

Колодка диагностического разъема предназначена для подключения внешнего диагностического устройства (типа ДСТ-2М) к системе управления двигателем. Колодка A установлена на одном кронштейне с блоком предохранителей и реле Б на передней панели под вещевым ящиком.

Расположение колодки диагностического разъема реле и предохранителей

Цепи системы управления двигателем защищены плавкими предохранителями флажкового типа 7,5 A и 15 A.

Предохранители и реле системы управления двигателем : f1 – предохранитель цепи главного реле (7,5 A); f2 – предохранитель ЭБУ (7,5 A); f3 – предохранитель цепи электробензонасоса (15 A); r1 – главное реле; r2 – реле топливного насоса; r3 – реле электровентилятора.

Читать еще:  Абс загорается после запуска двигателя

На автомобилях с ЭБУ M1.5.4N и Январь-5.1.3 установлены предохранители f1 и f2 номиналом 15А.

Катушка зажигания установлена с левой стороны блока цилиндров на кронштейне. Катушка представляет собой объединенные в один неразборный блок два высоковольтных трансформатора. Выводы вторичной обмотки одной катушки соединены высоковольтными проводами со свечами 1-го и 4-го цилиндров, другой – со свечами 2-го и 3-го цилиндров. Номера цилиндров, со свечами которых соединяются выводы катушки, нанесены рядом с выводами.

Электрические импульсы высокого напряжения от катушки подаются одновременно на свечи двух цилиндров: на одну – в конце такта сжатия, где происходит воспламенение рабочей смеси, а на другую – в конце такта выпуска (свеча срабатывает вхолостую).

На автомобилях с ЭБУ M1.5.4N и Январь – 5.1.3 вместо катушки установлен модуль зажигания. Он объединяет в себе две катушки зажигания и два управляющих катушками электронных блока.

Схема управления электродвигателем на микросхеме BA6229

Очень удобно для реверсивного управления двигателями использовать специализированные микросхемы драйверов. В этом случае полностью отсутствуют навесные детали, за исключением элементов искрогашения двигателя. Номенклатура таких микросхем весьма широка. Основные типы и характеристики можно посмотреть, например в [17]. На рис. 7.5 приведена схема исполнительного устройства на микросхеме BA6229.

Рис. 5. Принципиальная схема управления электродвигателем на микросхеме BA6229.

Драйвер имеет широкий диапазон питающих напряжений 8— 23 В, максимальный выходной ток — 1,2 А, встроенную защиту от перегрузок. Вход микросхемы совместим с уровнями ТТЛ.

Можно использовать микросхемы, совместимые с уровнями КМОП, например ВА6209 и многие другие. В каждом случае драйвер нужно включать по рекомендованной схеме, приводимой в справочниках.

Логика работы всех микросхем одинакова. При нулевых потенциалах на обоих входах напряжение на двигатель не подается (режим холостого хода). При подаче единичного уровня на один из входов двигатель вращается в соответствующую сторону.

Очень полезен режим электрического торможения двигателя путем короткого замыкания его роторной обмотки. Включается этот режим подачей единичных уровней на оба входа драйвера.

Печатные платы рассмотренных устройств не приводятся ввиду простоты их самостоятельного изготовления.

Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями., 2007.

Техника безопасности

При установке преобразователей и настройке привода обязательно соблюдать ряд общих требований:

  • Все подключения необходимо выполнять при полностью отключенном напряжении питания. Перед их выполнением необходимо проверить, что автоматический выключатель или другой коммутирующий аппарат на вводе отключен.
  • В схеме питания и управления электродвигателем имеются индуктивные и емкостные элементы, которые способствуют сохранению напряжения в цепях привода после отключения питания. При монтаже и настройке преобразователей привода до 7 кВт необходимо подождать не менее 5 минут после отключения напряжения питания, для электрооборудования более 7 кВт время ожидания составляет не меньше 15 минут.
  • Преобразователь должен иметь индивидуальный заземляющий проводник, присоединенный к корпусу и к заземляющему контуру напрямую.
  • Нулевой и заземляющий провод должны быть присоединены к соответствующим шинам. Использовать для заземления нулевой проводник строго запрещается.
  • Долговременное отключение частотно-регулируемого привода должно осуществляться контактором или автоматическим выключателем, установленным перед частотным преобразователем. Нажатие клавиши “ OFF ” отключает двигатель, но не обесточивает электрические цепи.
  • Все электрические соединения выполняются проводами и кабелями, рекомендованного производителем сечения. Нельзя применять токопроводящие изделия с меньшим диаметром жил.
  • Нельзя подключать частотники по непредусмотренной производителем схеме. При некорректной работе преобразователя следует связаться со службой технической поддержки производителя или вызвать профильного специалиста.

Большинство моделей частотных регуляторов поддерживают множество режимов работы и настроек. Их можно адаптировать для использования в различных промышленных установках, комплексных системах автоматизации. Например, для синхронизации и одновременного регулирования производительности нагнетательных вентиляторов котельных, вытяжных установок систем удаления продуктов сгорания.

Подключение, тестирование и программирование частотных регуляторов должно выполняться специалистами, имеющими допуск к электрооборудованию, профильное образование и прошедшими инструктаж по ТБ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector