Электронные системы управления работой дизельных двигателей учебное пособие

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

Сегодня подавляющее количество автомобилей, выпускающихся во всем мире, оборудованы ЭСУД. Это позволяет сделать работу двигателя более эффективной, а саму езду на автомобиле более безопасной и комфортной. Бензиновый мотор или дизельный – не важно.

1. ЭСУД что такое, расшифровка
2. Виды систем
3. Где находится ЭСУД
4. Устройство ЭСУД
5. Принцип работы ЭСУД
6. Диагностика
7. Неисправности и их причины
8. Типовые значения параметров ЭСУД
9. Очистка памяти контроллера ЭСУД
10. Распиновка
11. Контроллер ЭБУ
12. Датчик ЭСУД
13. Главное реле
14. Таблица масс ЭСУД в различных автомобилях

ЭСУД что такое, расшифровка

ЭСУД – электронная система управления двигателем. Представляет собой комплект электронно-вычислительного оборудования, отвечающего за работу только двигателя или двигателя вместе с другими системами легковой машины. По сути это автомобильный бортовой компьютер.

Виды систем

ЭСУД делятся на два типа, имеющие свои преимущества и недостатки:

1. В первом случае, который часто называют английской аббревиатурой ECM (Engine Control Module), компьютер управляет только мотором.
2. Во втором, ECU (Electronic Control Unit), он отвечает за все системы машины: двигатель, подвеску и т. д.

ВАЖНО! Общий для всех систем блок применяется чаще, поскольку это упрощает внутреннее устройство автомобиля с конструктивной точки зрения и удешевляет сборку. То есть, проще провести все провода от всех датчиков в одно место, чем устанавливать их в разные места.

С другой стороны, единый блок – менее безопасный вариант, чем «раздельные зоны ответственности» для разных систем. Его неисправность отразится на работе всех механизмов машины в то время как отдельные блоки работают независимо друг от друга. Например, тормозная система может сработать корректно при неисправности управления или двигателя.

Единый блок управления состоит из следующих элементов:

• Моторно-трансмиссионный блок.
• Блок контроля тормозной системы.
• Центральный блок управления.
• Синхронизационный блок.
• Блок контроля кузова.
• Блок контроля подвески.

Где находится ЭСУД

В подавляющем большинстве случаев ЭСУД, точнее – ЭБУ (электронный блок управления), находится под приборной панелью. В разных моделях автомобилей он может находиться по центру или в районе руля. Как правило, добраться до него достаточно просто с помощью обычной отвертки. Такое расположение сделано для облегчения доступа. Визуально как отечественный, так и зарубежный ЭБУ представляет собой небольшой (обычно размером примерно с две ладони) плоский ящик с гнездами для проводов.

Устройство ЭСУД

Поскольку электронная система управления двигателем это, по сути, компьютер, технически она устроена примерно так же, как стандартный ПК. Система помнит базовые установки, заложенные производителем и следит за соблюдением этих параметров в процессе работы двигателя.

На техническом уровне блок состоит из:

• Постоянного запоминающего устройства (ППЗУ). Это память, которая содержит базовый алгоритм управления мотором. Его можно изменить вручную. При отключении двигателя установки не удаляются.
• Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Память, которая обрабатывает оперативные данные, поступающие от систем: соответствие заданным в ППЗУ параметрам, ошибки и т.п. Устройство имеет дополнительный источник питания – от аккумулятора, поэтому оно может сохранять данные, даже если прерывать питание.
• Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). Память, где хранятся коды противоугонной системы. Также отвечает за функционирование иммобилайзера.

Принцип работы ЭСУД

Главная задача системы – эффективная работа движка. Она на основании получаемой от различных узлов информации она регулирует крутящий момент, мощность и другие показатели в зависимости от режима работы мотора, комплектации ЭСУД и ее типа (самые популярные – м20, м73, м74, м86).

Стандартные режимы мотора, которые различает ЭСУД:

• Запуск и прогревание.
• Холостой ход.
• Движение, торможение.
• Смена передач.

Схема источников, от которых получает данные ЭСУД, зависит от модели авто и его комплектации. Обычно это датчики: положения коленвала, фаз, расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, скорости, кислорода и детонации.

Кроме того, ЭСУД постоянно проводит самодиагностирование, также на основе показателей датчиков.

Диагностика

Помимо автоматической проверки корректности функционирования ЭСУД, специалисты рекомендуют проводить регулярное диагностирование системы. В среднем обслуживание стоит делать каждые 15 тыс км пробега. Диагностика ЭСУД проводится с помощью специального тестера, подключаемого в специальный разъем. Иногда используется беспроводной адаптер, использующий специальный протокол.

ВАЖНО! Лучше всего, если показатели будут расшифровываться специалистом, который на основании полученных данных может сделать вывод – какой конкретно элемент ЭСУД барахлит. После предварительных выводов, проводится более точная проверка вызывающего подозрения элемента.

Перед проведением тестов с помощью сканера, надо проверить питание системы и ее отдельных фрагментов. Причиной неисправности может быть поврежденная электропроводка, короткие замыкания, коррозия, различные помехи.

Неисправности и их причины

Выявление неисправностей ЭСУД можно начинать после обнаружения ряда признаков. Во-первых, при включении зажигания все лампочки сигнализатора системы должны загореться одновременно, таким образом система проверяет свой диагностический механизм. После запуска двигателя все должны одновременно потухнуть. Если какая-то из них загорается во время движения, это сигнализирует о проблемах в ДВС. В лучшем случае система может отключить двигатель, чтобы избежать тяжелых поломок. Список негативных ситуаций, в которым ведет неисправность ЭСУД, велик – может воздушить система охлаждения, не работать печка или термостат.

ВАЖНО! ЭСУД – тонкая система, поэтому описание проблем, которые могут случиться с электроникой может занять много времени.

В основном причинами неисправностей бывают:

• Поломка датчиков, отправляющих в ЭСУД данные.
• Поломки в самом блоке управления.
• Поломки исполнительных устройств системы управления (рост сопротивления, обрыв обмотки электромагнитного клапана и т.д.).
• Повреждение электропроводки.
• Вмешательство посторонних в устройство электронных систем, вследствие чего могло произойти нарушение их целостности.

Часто ЭСУД ломается из-за механических повреждений. Это может быть не обязательно удар, для причинения вреда системе хватит сильной вибрации. Далее по проценту вероятности повреждения ЭСУД следуют: резкий перепад температур, коррозия, попадание влаги под защитный кожух из-за разгерметизации устройства. Также нередко корректная работа системы нарушается из-за некомпетентного вмешательства в ее функционирование.

Ремонт системы можно доверять только специалистам.

Типовые значения параметров ЭСУД

Типовые значения параметров системы зависят от множества факторов. В первую очередь – от марки авто. На них также влияет влажность, температура окружающей среды и т.д. Таблицы типовых параметров для конкретных марок авто, с помощью которых осуществляется идентификация ЭСУД, можно найти в интернете.

Очистка памяти контроллера ЭСУД

Функция сброса памяти используется для обнуления накопившихся в ЭСУД данных. Это полезно делать при замене датчиков, если требуется его перепрошивать или если автомобиль начал странно себя вести без видимых причин. Если не удалось найти эту функцию в меню ЭСУД, очищать память можно с помощью специального программного обеспечения, доступного в интернете. Процедура удаляет данные, накопившиеся при самообучении системы и возвращает заводские настройки. Проводится при выключенном двигателе.

Распиновка

Распиновка (распайка) – процесс определения принадлежности провода и разъема к тому или иному процессу, его назначение. Например, информация про кислород может приходить по одному кабелю, про охлаждение – по другому и т.д. В интернете можно найти подробный список расшифровки для самых популярных систем – Бош, Январь, Ителма.

Контроллер ЭБУ

Контроллер электронного блока управления – непосредственно сама плата с микропроцессорами. На практическом уровне разницы между терминами ЭБУ и ЭСУД нет. Отличие в том, что блок – физически коробка с электроникой, а система – это комплекс, включающий блок, датчики и рабочие процессы.

Датчик ЭСУД

Датчики электронной системы – один из главных ее элементов, от них зависит связь между механизмами и ЭБУ, качество управления движком. При профилактическом тестировании ЭСУД надо внимательно проверять соединение и сами датчики на все возможные повреждения (механические, от перегрева или коррозии и т.д.).

Главное реле

Главное реле системы запускает большинство процессов: в том числе электропитание датчиков, реле бензонасоса и вентилятор радиатора охлаждения двигателя, катушек зажигания и форсунок (инжектора). Главное реле защищает предохранитель.

Таблица масс ЭСУД в различных автомобилях

Массой в ЭСУД обычно выступает корпус машины. Если какой-то из контактов с массой теряет надежность, электросхема нарушается, качество работы системы падает. Например, двигатель начинает произвольно менять режим работы, набирая или сбрасывая обороты без участия водителя. Чтобы справиться с такой проблемой, надо знать места заземления ЭСУД.

Cистема управления дизелем

Система управления дизелем (Electronic Diesel Control, EDC) является разновидностью системы управления двигателем. Она устанавливается на современные дизельные двигатели, в т.ч. двигатели, оборудованные системой впрыска Common Rail или насос-форсунками. Ведущим производителем системы управления дизельным двигателем является фирма Bosch.

Основное предназначение системы управления дизелем заключается в регулировании работы системы впрыска топлива. Вместе с тем, система управления дизелем обеспечивает работу следующих систем двигателя: топливной, впускной, турбонаддува, рециркуляции отработавших газов. выпускной, охлаждения, предпускового подогрева.

Электронная система управления дизельным двигателем включает входные датчики, блок управления двигателем и исполнительные устройства систем дизеля.

Входные датчики фиксируют эксплуатационные параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Номерклатура входных датчиков различается в зависимости от конструкции системы впрыска. Например, в работе система управления дизельным двигателем с системой впрыска Common Rail используются сигналы следующих входных датчиков:частоты вращения коленчатого вала, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, давления топлива, температуры охлаждающей жидкости, температуры топлива, температуры воздуха на впуске, давления наддува, кислородный датчик.

На двигателе, оборудованном системой впрыска с распределительным ТНВД, можно увидеть и другие датчики: давления воздуха на впуске, момента начала впрыска (датчик хода иглы распылителя), температуры масла, скорости движения.

Электронный блок управления воспринимает сигналы входных датчиков, обрабатывает их в соответствии с заложенной программой и вырабатывает управляющие воздействия на исполнительные устройства. В своей работе блок управления взаимодействует с блоками управления автоматической коробки передач и антиблокировочной системы тормозов.

Исполнительными устройствами систем современного дизельного двигателя являются:

• электрический подкачивающий топливный насос;
• дополнительный топливный насос (на некоторых моделях двигателей)

• регулятор давления топлива;
• клапан дозирования топлива в ТНВД;
• форсунки впрыска

• электродвигатель привода впускной заслонки;
• электродвигатель привода заслонок впускных клапанов

• клапан ограничения давления наддува (перепускной клапан)

• клапан рециркуляции отработавших газов;
• переключающий клапан охладителя

• нагревательный элемент кислородного датчика

• электродвигатель дополнительного насоса охлаждающей жидкости (для охлаждения отработавших газов в охладителе) ;
• электродвигатель вентилятора

• свеча накаливания

В результате работы системы управления дизелем реализуются следующие основные функции:

1. регулирование количества впрыскиваемого в цилиндр топлива;
2. обеспечение опережения подачи топлива;
3. регулирование давления впрыска (только в системе Common Rail);
4. регулирование частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу;
5. подавление колебаний в трансмиссии при изменении крутящего момента (переключение передач в АКПП);
6. ограничение максимальной частоты вращения;
7. регулирование давления наддува;
8. регулирование рециркуляции отработавших газов;
9. охлаждение перепускаемых отработавших газов;
10. обеспечение регенерации сажевого фильтра;
11. облегчение запуска двигателя при низких температурах.

Предлагаем услуги:

Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!

Аккумуляторная топливная система

Аккумуляторная топливная система или система типа «коммон-рэйл» (англ. common rail — общая магистраль) — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях. В системе типа common rail насос высокого давления нагнетает дизельное топливо под высоким давлением (до 30 МПа, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль существенного объёма (аккумулятор) [1] .

Управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают дизельное топливо под высоким давлением в цилиндры. В зависимости от конструкции форсунок и класса двигателя, может впрыскиваться до 9 порций топлива за 1 цикл.

Одной из ключевых особенностей систем common rail является независимость процессов впрыскивания от угла поворота коленчатого вала и от режима работы двигателя, что делает возможным достижение высокого давления впрыскивания на частичных режимах, что необходимо для удовлетворения современных и перспективных экологических требований.

Содержание

• 1 Конструкция и принцип действия
• 2 Сравнение с другими системами подачи топлива
• 3 Носители системы
• 4 История
• 5 Примечания

Конструкция и принцип действия [ править | править код ]

Топливо из топливного бака забирается топливоподкачивающим насосом (низкого давления), и через топливный фильтр поступает в топливный насос высокого давления (ТНВД). ТНВД подаёт топливо в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Блок управления регулирует производительность ТНВД для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

Топливная магистраль соединяется топливопроводами с форсунками. В каждую форсунку встроен управляющий клапан — электромагнитный или пьезоэлектрический. По команде от блока управления клапан открывается, впрыскивая необходимую порцию топлива в цилиндр.

Сравнение с другими системами подачи топлива [ править | править код ]

• В отличие от традиционной системы подачи топлива, используется одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль;
• Необходимо корректировать цикл работы исходя из пропускной способности каждой форсунки, из-за чего требуется настройка электронного блока после каждой замены форсунок.

• Давление, при котором происходит впрыск топлива, можно поддерживать вне зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя и оно остаётся практически постоянно высоким в течение всего цикла подачи топлива, что особенно важно для стабилизации горения на холостом ходу и на малых оборотах при работе с частичной нагрузкой;
• При использовании аккумуляторной системы подачи топлива момент начала и конца подачи может в широких пределах регулироваться ЭБУ. Это позволяет более точно дозировать топливо, а также осуществлять подачу топлива несколькими порциями в течение рабочего цикла — для более полного сгорания топлива;
• Конструкция common rail проще, чем у системы ТНВД с форсунками, её ремонтопригодность выше.

• Более сложные форсунки, которые требуют относительно частой замены, по сравнению с традиционной системой подачи топлива;
• Система перестаёт работать при разгерметизации любого элемента высокого давления, например, при неисправности одной из форсунок, когда её клапан постоянно находится в открытом положении;
• Более высокие требования к качеству топлива, чем у традиционных систем.

Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI, Tier-IV, Euro Stage IV для тяжёлых дизелей, системы common rail были признаны наиболее подходящими для дизелей всех классов.

Носители системы [ править | править код ]

На данный момент [ когда? ] до 70 % всех выпускаемых дизельных двигателей оснащается системами common rail, и эта доля растёт [2] . По прогнозам компании Robert Bosch GmbH доля системы CR на рынке к 2016 году достигнет 83 %, а в 2008 году их число составляло лишь 24 %. Таким образом, сегодня практически каждый производитель двигателей всех классов: от малых легковых и до крупных судовых, освоил применение аккумуляторных систем.

Среди производителей топливоподающей аппаратуры и систем common rail в частности, лидерами являются следующие компании: R. Bosch, Denso, Siemens VDO, Delphi, L’Orange, Scania.

История [ править | править код ]

В 1934—1935 годах был сконструирован, а в 1936 году показан на авиашоу в Париже дизельный двигатель Коатален (L. Coatalen). Отличием дизеля Коаталена от иных дизелей был впрыск топлива в цилиндры не гидравлическим открыванием клапана форсунки, а механическим открыванием и применением гидроаккумулятора, топливо в который нагнетается независимым от распределительной системы ТНВД. Фактически был показан работоспособный двигатель, на котором был применён прообраз системы common rail. Такой системой впрыска топлива Луи Коатален обогнал время на 60 лет [3] [4] .

Впервые система непосредственного впрыска топлива на дизельных двигателях была разработана и внедрена в 1939 году советскими инженерами при создании двигателя семейства В-2 на Харьковском паровозостроительном заводе.

Прототип системы common rail был создан в конце 1960-х годов Робертом Хубером в Швейцарии, далее технологию разрабатывал доктор Марко Гансер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Разработки электронно управляемых аккумуляторных систем питания дизельных двигателей и электро-гидравлических форсунок проводились ещё в 60-80 годах XX века в СССР в лаборатории автоматики и систем питания ДВС Коломенского филиала ВЗПИ под руководством профессора Ф. И. Пинского. Первые в мире работоспособные электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей были реализованы на дизелях Коломенского Завода и НПО Звезда (г. Ленинград). Отсутствие производства в СССР малогабаритных электромагнитных исполнительных устройств для форсунок не позволило применить тогда эти системы на автомобильных дизелях. Электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей в документах для служебного пользования фирмы R.Bosch до 1988 года имели обозначение «русские топливные системы», так как описание таких систем, разработанных в Коломне, существовало только на русском языке [5] [6] .

В середине 1990-х годов доктор Сёхэй Ито и Масахико Мияки из корпорации Denso разработали систему common rail для коммерческого транспорта и воплотили её в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках Hino Rising Ranger; в 1995 году они продали технологию другим производителям. Поэтому Denso считается пионером в адаптации системы common rail к нуждам автомобилестроения.

Современные системы common rail работают по тому же принципу. Они управляются блоком электронного управления, который открывает каждый инжектор электрически, а не механически. Эта технология была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того как концерн Fiat разработал дизайн и концепцию системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для разработки массового продукта. Это оказалось большим просчетом Fiat, поскольку новая технология стала очень выгодна, но в то время итальянский концерн не имел финансовых ресурсов для завершения работ. Тем не менее, итальянцы первые применили систему common rail в 1997 году на Alfa Romeo 156 1.9 JTD, и только потом она появилась на Mercedes-Benz C 220 CDI.

Купить Электронные системы управления работой дизельных двигателей. Учебное пособие. Автор Мария Карелина,Игорь Кравченко,Александр Коломейченко,Артур Жосан,Михаил Ерофеев,Сергей Головин.

Взгляните на следующие похожие товары

1362 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Chitai-Gorod.ru

339 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Litres.ru

519 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Litres.ru

1888 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Labirint.ru

1494 ₽
Лучшая цена в интернет магазине my-shop.ru

399 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Litres.ru

Описание товара

Учебное пособие содержит подробное описание систем впрыска топлива на дизелях с электронным регулированием (датчики, блок управления, исполнительные механизмы), дает представление о современных методах диагностики систем питания дизелей, а также о методах снижения токсичности отработавших газов. Список сокращений делает это издание хорошим справочным пособием для всех, кто интересуется электронными системами управления дизелей. Соответствует актуальным требованиям Федерального.. описание на сайте интернет продавца

Характеристики Электронные системы управления работой дизельных двигателей. Учебное пособие

Кроме Электронные системы управления работой дизельных двигателей. Учебное пособие, также взгляните на следующие похожие товары

Учебное пособие включает основные разделы современной теории управления динамическими системами, снабжено многочисленными примерами и иллюстрациями, даны упражнения для..

1362 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Chitai-Gorod.ru

В учебном пособии даны аксиоматические определения системы натуральных, целых, рациональных, действительных чисел и кватернионов. В нем представлены свойства каждой числовой..

339 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Litres.ru

В учебном пособии рассматриваются методы построения, исследования и минимизации логических функций, основные средства их технической реализации, а также принципы синтеза..

519 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Litres.ru

Изложены основы импульсной оптической локации. Рассмотрены энергетические и энергетическо-временные отражательные характеристики облучаемых поверхностей и методы их расчета.

1888 ₽
Лучшая цена в интернет магазине Labirint.ru

Рассматриваются основы функционирования, архитектура и классификация автоматизированных информационных систем, а также связанные с ними понятия «информация» и «информационная..

1494 ₽
Лучшая цена в интернет магазине my-shop.ru

В учебном пособии освещается широкий круг вопросов, касающихся улучшения результативности и качества деятельности современного предприятия. Особенностью издания является описание..