Opis konstrukcji układu sterowania silnikiem (VAZ-2107)

Układ sterowania silnikiem z rozproszonym wtryskiem paliwa jest elektroniczny. Steruje ilością powietrza i paliwa docierającego do cylindrów silnika, włącza i wyłącza pompę paliwa, kontroluje powstawanie iskry na świecach zapłonowych i reguluje kąt wyprzedzenia zapłonu, reguluje prędkość obrotową wału korbowego na biegu jałowym oraz steruje wentylatorem elektrycznym układu chłodzenia silnika.





System składa się z następujących elementów:

• jednostka sterująca elektroniczna (ECU);
• czujniki:
• położenie wału korbowego;
• położenie przepustnicy;
• stężenie tlenu;
• temperatura płynu chłodzącego;
• przepływ masowy powietrza;
• prędkość samochodu;
• siłowniki:
• przekaźnik główny;
• przekaźnik pompy paliwa;
• cewka zapłonowa;
• przekaźnik wentylatora elektrycznego do układu chłodzenia;
• tachometr;
• kontrolka awarii układu zarządzania silnikiem;
• regulator prędkości biegu jałowego;
• zawór odpowietrzający adsorbera;
• wtryskiwacze;
• przewody łączące;
• złącza diagnostyczne.

Kontrolka usterki układu sterowania silnikiem znajduje się na desce rozdzielczej w bloku wskaźników (patrz "Elementy sterujące i przyrządy"). Po włączeniu zapłonu przeprowadzana jest kontrola sprawności układu. Kontrolka zapala się i gaśnie po uruchomieniu silnika. Zapalenie się kontrolki podczas pracy silnika oznacza, że należy sprawdzić układ sterowania silnikiem. W przypadku niektórych modyfikacji pojazdu lampka kontrolna może znajdować się na górnej wkładce panelu radia.


Głównym elementem sterującym systemu jest jednostka sterująca elektroniczna (ECU, lub jak to się często nazywa - kontroler), ze wbudowanym mikroprocesorem.



W istocie ECU jest specjalistycznym minikomputerem, w którym zainstalowany jest program sterujący silnikiem, a czujniki i siłowniki stanowią wyposażenie peryferyjne tego komputera. Blok odbiera i analizuje sygnały z czujników. Na podstawie otrzymanych danych jednostka oblicza polecenia sterujące i wydaje je siłownikom. Jednostka zawiera dwa rodzaje pamięci: pamięć tylko do odczytu (ROM) i pamięć o dostępie swobodnym (RAM).

ROM - pamięć nieulotna (czyli informacja w pamięci jest zachowywana po wyłączeniu zasilania). Pamięć ROM przechowuje program obliczeniowy i dane niezbędne do wykonania obliczeń (parametry silnika, przełożenia skrzyni biegów i inne charakterystyki). Podczas pracy sterownik silnika monitoruje stan techniczny wszystkich elementów i obwodów układu sterowania silnikiem. Po wykryciu usterki, ECU przełącza układ zarządzania silnikiem w tryb pracy awaryjnej i włącza kontrolkę usterki silnika. Silnik nadal będzie mógł kontynuować pracę (z wyjątkiem awarii czujnika położenia wału korbowego, patrz poniżej), co pozwala dotrzeć do miejsca naprawy swoim przebiegiem. Kody wykrytych usterek ECU zapisuje w pamięci (RAM). Tam przechowywane są informacje, które mikroprocesor ECU wykorzystuje w obliczeniach. Po odłączeniu akumulatora od instalacji elektrycznej samochodu wszystkie informacje przechowywane w pamięci RAM, będzie zgubiona.

Jednostka sterująca elektronicznie zamontowana jest w przedziale pasażerskim pod schowkiem na rękawiczki, na wsporniku przymocowanym do grodzi komory silnika.

Samochód wyposażony jest w układ zarządzania silnikiem bazujący na sterowniku M7.9.7, który spełnia normy emisji spalin EURO II. W samochodzie z silnikiem 21067 zamontowana jest jednostka sterująca 21067-1411020-11/12, a w silniku 2104 zamontowana jest jednostka sterująca 2104-1411020-10.

Uwaga: Część wyprodukowanych pojazdów jest wyposażona w sterowniki M1.5.4N i January-5.1.3 (patrz "Schematy elektryczne").

Czujnik położenia wału korbowego (DPKV) ma za zadanie generować sygnały, za pomocą których ECU synchronizuje swoje działanie z cyklami pracy silnika. Dlatego też czujnik ten nazywany jest często czujnikiem synchronizacji. Czujnik montuje się w otworze wspornika pokrywy napędu wałka rozrządu.



Czujnik działa na zasadzie indukcji - gdy zęby koła pasowego wału korbowego mijają rdzeń czujnika, w obwodzie czujnika powstają impulsy napięcia przemiennego. Częstotliwość impulsów odpowiada częstotliwości obrotów wału korbowego. Zęby rozmieszczone są na całym obwodzie koła pasowego w jednakowej odległości. Odległość między nimi jest większa. Robi się to w celu utworzenia sygnałów odniesienia w obwodzie czujnika — rodzaju punktów odniesienia, względem których ECU określa położenie wału korbowego. Praca silnika z uszkodzonym czujnikiem położenia wału korbowego jest niemożliwa.



Czujnik masowego przepływu powietrza folia typu (MAF) jest instalowana na obudowie filtra powietrza.

Na podstawie sygnału czujnika, ECU oblicza ilość powietrza wpływającego do kolektora dolotowego silnika. W przypadku awarii czujnika MAF, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb rezerwowy.



Czujnik położenia przepustnicy (TPDZ) jest rezystorem zmiennym, którego rezystancja zależy od kąta obrotu przepustnicy.



Czujnik montowany jest na przepustnicy i połączony z jej osią. Na podstawie sygnału TPS, układ sterowania elektronicznego ustala kąt otwarcia przepustnicy. W przypadku awarii TPS, elektroniczna jednostka sterująca przełącza system w tryb rezerwowy.

Czujnik stężenia tlenu określa zawartość tlenu w spalinach i przesyła sygnał do ECU.



Montowany jest w rurze wydechowej układu wydechowego.



Na podstawie danych otrzymanych z czujnika stężenia tlenu, ECU reguluje ilość paliwa wtryskiwanego przez wtryskiwacze do kolektora dolotowego, utrzymując w ten sposób optymalne proporcje mieszanki paliwowo-powietrznej niezbędne do efektywnej pracy konwertera katalitycznego. Czujnik zaczyna działać, gdy jego czuły element rozgrzeje się do temperatury co najmniej 360°C. Aby skrócić czas nagrzewania, w czujniku wbudowano element grzejny.

Uwaga! Obecność związków ołowiu i krzemu w spalinach może spowodować awarię czujnika stężenia tlenu. W związku z tym stosowanie benzyny ołowiowej jest niedozwolone (zawiera związki ołowiu). Podczas naprawy silnika nie należy również stosować uszczelniaczy o dużej zawartości silikonu (związki krzemu), którego opary mogą przedostać się do cylindrów poprzez układ wentylacji skrzyni korbowej, a następnie do układu wydechowego. Należy użyć uszczelniacza, którego producent na opakowaniu podaje, że jest on bezpieczny do stosowania z czujnikiem stężenia tlenu.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego (DTOZH) jest to element półprzewodnikowy - termistor, którego rezystancja elektryczna zmienia się w zależności od temperatury czynnika chłodzącego.



Czujnik temperatury płynu chłodzącego montowany jest w gwintowanym otworze rury układu chłodzenia silnika.



Na podstawie wartości rezystancji czujnika, ECU ocenia temperaturę silnika. Uzyskane dane służą do obliczenia większości poleceń sterujących układem sterowania silnikiem, a także do załączenia wentylatora elektrycznego układu chłodzenia silnika.

W przypadku awarii czujnika temperatury płynu chłodzącego, jednostka sterująca elektroniczna przełącza układ na tryb rezerwowy.

Zasada działania czujnik prędkości pojazdu na podstawie efektu Halla.



Czujnik przymocowany jest do obudowy napędu prędkościomierza, która zamontowana jest na skrzyni biegów. Linka napędowa prędkościomierza jest przymocowana do czujnika.



Na podstawie impulsów generowanych przez czujnik, ECU oblicza prędkość pojazdu.

Blok złącza diagnostycznego przeznaczony do podłączenia zewnętrznego urządzenia diagnostycznego (typ DST-2M) do układu sterowania silnikiem. Blok A zamontowany jest na tym samym wsporniku co blok bezpieczników i przekaźników B na przednim panelu pod schowkiem na rękawiczki.



Obwody układu sterowania silnikiem zabezpieczone są bezpiecznikami topikowymi 7,5 A i 15 A.

Uwaga: W pojazdach z ECU M1.5.4N i January-5.1.3 zamontowane są bezpieczniki f1 i f2 o wartości 15A.

Cewka zapłonowa zamontowana jest po lewej stronie bloku cylindrów na wsporniku. Cewka składa się z dwóch transformatorów wysokiego napięcia połączonych w jedną nierozłączną całość. Zaciski uzwojenia wtórnego jednej cewki połączone są przewodami wysokiego napięcia ze świecami zapłonowymi 1. i 4. cylindra, drugiej - ze świecami zapłonowymi 2. i 3. cylindra. Numery cylindrów, do których podłączone są zaciski cewki, podane są obok zacisków.



Wysokie napięcie impulsów elektrycznych z cewki jest przekazywane jednocześnie do świec zapłonowych dwóch cylindrów: do jednego na końcu suwu sprężania, gdzie następuje zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej, i do drugiego na końcu suwu wydechu (świeca zapłonowa zapala na próżno).

W samochodach z ECU M1.5.4N i January - 5.1.3 zamiast cewki montowany jest moduł zapłonowy. Łączy dwie cewki zapłonowe i dwa układy elektroniczne sterujące cewkami.