Istnieją dwa rodzaje układów wtrysku rozproszonego - ze sprzężeniem zwrotnym i bez niego. Ponadto systemy obu typów mogą bazować na komponentach importowanych lub krajowych. Instalowanie kontrolerów (jednostki sterujące elektroniczne) także różnego typu. Każdy z tych systemów ma swoją własną konstrukcję, diagnostykę i naprawę. Są one szczegółowo opisane w oddzielnych instrukcjach napraw poszczególnych systemów wtrysku paliwa.
Poniższe sterowniki ECU można zamontować w pojazdach z rodziny LADA SAMARA-2, co gwarantuje zgodność z normami toksyczności.
- 1. ESUD-2111, zapewniający zgodność z rosyjskimi normami toksyczności, ze sterownikiem M1.5.4, a ostatnio ze sterownikiem "styczeń-5.1.1" (te kontrolery są zamienne, chociaż różnią się nieznacznie pod względem diagnostyki). Ten ostatni charakteryzuje się brakiem pochłaniacza oparów paliwa w komorze silnika i okrągłym kształtem czujnika masowego przepływu powietrza (firma Bosch).
- 2. ESUD-2111, zapewniający zgodność z normami toksyczności EURO II, ze sterownikiem MP7.0HFM.
- 3. ESUD-2111, zapewniający spełnienie norm toksyczności EURO II, z regulatorami M1.5.4N i "styczeń-5.1". System, przeznaczony do wyposażenia samochodów przeznaczonych na rynek rosyjski, jest stale unowocześniany: w najnowszych wersjach oprogramowania wprowadzono diagnostykę obwodów wyjściowych.
Jeżeli pojazd jest wyposażony w system sprzężenia zwrotnego (stosowany głównie w pojazdach eksportowych), układ wydechowy wyposażony jest w neutralizator i czujnik stężenia tlenu, który zapewnia informację zwrotną. Czujnik monitoruje stężenie tlenu w spalinach, a elektroniczna jednostka sterująca, wykorzystując jego sygnały, utrzymuje odpowiedni stosunek powietrza do paliwa, zapewniając najbardziej efektywną pracę neutralizatora.
W układzie wtryskowym bez sprzężenia zwrotnego nie montuje się neutralizatora ani czujnika stężenia tlenu, a do regulacji stężenia CO w spalinach stosuje się potencjometr CO. W tym systemie nie zastosowano układu odzyskiwania oparów benzyny.
Możliwy jest układ wtryskowy bez potencjometru CO. W takim przypadku zawartość CO regulowana jest za pomocą urządzenia diagnostycznego.
Ostrzeżenia:
1. Przed wymontowaniem jakichkolwiek podzespołów układu sterowania wtryskiem należy odłączyć przewód od zacisku "–" akumulatora.
2. Nie uruchamiaj silnika, jeśli zaciski przewodów akumulatora nie są odpowiednio dokręcone.
3. Nigdy nie odłączaj akumulatora od układu elektrycznego pojazdu, gdy silnik pracuje.
4. Podczas ładowania akumulatora należy odłączyć go od instalacji elektrycznej pojazdu.
5. Nie należy narażać elektroniczna jednostka sterująca (ECU) temperaturze powyżej 65°C w dobrym stanie i powyżej 80°C, a w pozostałych (na przykład w komorze suszarniczej). W przypadku przekroczenia tej temperatury konieczne jest wyjęcie sterownika silnika z samochodu.
6. Nie należy odłączać od ECU i nie wolno podłączać do niego złącza wiązki przewodów przy włączonym zapłonie.
7. Przed wykonaniem spawania elektrycznego w samochodzie należy odłączyć przewody od akumulatora i złącza przewodów od ECU.
8. Wszystkie pomiary napięcia należy wykonywać za pomocą woltomierza cyfrowego o rezystancji wewnętrznej nie mniejszej niż 10 MOhm.
9. Elementy elektroniczne stosowane w układzie wtryskowym są zaprojektowane do pracy przy bardzo niskim napięciu, dlatego też mogą łatwo ulec uszkodzeniu wskutek wyładowania elektrostatycznego. Aby zapobiec uszkodzeniu ECU na skutek wyładowania elektrostatycznego:
- nie dotykaj rękoma złączy ECU ani podzespołów elektronicznych na płytkach;
- podczas pracy z pamięcią EPROM (programowalna pamięć tylko do odczytu) jednostki sterującej, nie dotykaj zacisków mikroukładu.
9.12. Rozmieszczenie w komorze silnika elementów układu sterowania silnikiem z rozproszonym wtryskiem paliwa bez sprzężenia zwrotnego: 1 – czujnik przepływu masowego powietrza; 2 – czujnik prędkości (niewidoczne na zdjęciu, znajduje się na skrzyni biegów); 3 – regulator ciśnienia; 4 – czujnik temperatury płynu chłodzącego (niewidoczny na zdjęciu, znajduje się na rurze wylotowej układu chłodzenia); 5 – moduł zapłonowy; 6 – czujnik spalania stukowego; 7 – czujnik położenia wału korbowego (niewidoczne na zdjęciu, znajduje się w pokrywie pompy oleju); 8 – listwa paliwowa z wtryskiwaczami; 9 – czujnik położenia przepustnicy; 10 – regulacja prędkości biegu jałowego (niewidoczne na zdjęciu, znajduje się na zespole przepustnicy); 11 – kontroler (niewidoczne na zdjęciu, znajduje się we wnętrzu samochodu pod osłoną deski rozdzielczej na uchwycie); 12 – Bezpieczniki i przekaźniki układu sterowania silnikiem (niewidoczne na zdjęciu, znajduje się we wnętrzu samochodu pod panelem deski rozdzielczej po prawej stronie); 13 – złącze diagnostyczne (niewidoczne na zdjęciu, znajduje się we wnętrzu samochodu na desce rozdzielczej pod popielniczką)
Układ zapłonowy wykorzystuje moduł zapłonowy 5 (rysunek 9.12), składający się z dwóch cewek zapłonowych i wysokoenergetycznej elektroniki sterującej. Układ zapłonowy nie posiada żadnych ruchomych części i dlatego nie wymaga konserwacji. Nie posiada on również żadnych regulacji, gdyż zapłonem steruje kontroler 11.
Układ zapłonowy wykorzystuje metodę rozdziału iskry, zwaną metodą "iskry jałowej". Cylindry silnika są sparowane 1–4 i 2–3, powstawanie iskry następuje jednocześnie w dwóch cylindrach: w cylindrze, w którym kończy się suw sprężania (iskra robocza), i w cylindrze, w którym następuje suw wydechu (iskra biegu jałowego). Ze względu na stały kierunek prądu w uzwojeniach cewek zapłonowych, prąd iskrowy dla jednej świecy zapłonowej płynie zawsze od elektrody środkowej do elektrody bocznej, a dla drugiej świecy zapłonowej – od elektrody bocznej do elektrody środkowej. Stosowane są świece zapłonowe typu A17DVRM. Zapłonem w układzie steruje sterownik 11. Czujnik położenia wału korbowego 7 podaje sterownikowi sygnał odniesienia, na podstawie którego sterownik oblicza kolejność działania cewek w module zapłonowym. Aby precyzyjnie sterować zapłonem, sterownik korzysta z następujących informacji:
- prędkość wału korbowego;
- obciążenie silnika (przepływ masowy powietrza);
- temperatura płynu chłodzącego;
- położenie wału korbowego;
- obecność detonacji.
Układ sterowania silnikiem jest opisany bardziej szczegółowo w wydaniu specjalnym "Systemy sterowania silnikiem" VAZ-2111 (1,5 l, 8 cl.), VAZ-2112 (1,5 l, 16 cl.), VAZ-21214-36 (1,7 l, 8 cl.) z rozproszonym sekwencyjnym wtryskiem paliwa (sterownik MP7.0HFM, normy toksyczności Euro-3) samochody VAZ-21083, 21093, 21099, 21102, 21103, 2111, 21113, 2112, 21122, 21214. "Przewodnik po diagnostyce i naprawach" (seria "Master class"), przygotowany przez Dyrekcję ds. rozwoju technicznego JSC "AVTOVAZ". W instrukcji opisano również metody diagnozowania systemu za pomocą kodów błędów przy użyciu narzędzia diagnostycznego DST-2.
W skład układu zarządzania silnikiem wchodzą następujące elementy.
1. Kontroler 11 (patrz 9.12) (jednostka sterująca elektroniczna), znajduje się pod osłoną deski rozdzielczej, na wsporniku i jest centrum sterowania układem wtrysku paliwa. Ciągle przetwarza informacje z różnych czujników i układów sterujących, które wpływają na emisję spalin i osiągi pojazdu.
Kontroler otrzymuje następujące informacje:
- położenie i prędkość wału korbowego;
- przepływ powietrza w silniku;
- temperatura płynu chłodzącego;
- położenie przepustnicy;
- stężenie tlenu w spalinach (w systemie sprzężenia zwrotnego);
- obecność detonacji w silniku;
- napięcie w sieci pokładowej pojazdu;
- prędkość samochodu;
- położenie wałka rozrządu (w układzie z sekwencyjnym rozproszonym wtryskiem paliwa);
- prośba o włączenie klimatyzatora (jeśli jest zainstalowany w samochodzie).
Na podstawie otrzymanych informacji kontroler steruje następującymi systemami i urządzeniami:
- dostawa paliwa (wtryskiwacze i elektryczna pompa paliwa);
- układ zapłonowy;
- kontrola prędkości biegu jałowego;
- adsorber układu odzyskiwania oparów benzyny (jeśli ten system jest zainstalowany w pojeździe);
- wentylator układu chłodzenia silnika;
- sprzęgło sprężarki klimatyzacji (jeśli jest zainstalowany w samochodzie);
- system diagnostyczny.
Kontroler włącza obwody wyjściowe (wtryskiwacze, różnego rodzaju przekaźniki itp.) poprzez zwarcie ich do masy poprzez tranzystory wyjściowe sterownika. Jedynym wyjątkiem jest obwód przekaźnika pompy paliwa. Tylko do uzwojenia tego przekaźnika sterownik podaje napięcie +12 V.
Kontroler wyposażony jest we wbudowany system diagnostyczny. Potrafi wykryć nieprawidłowości w działaniu systemu i ostrzec o nich kierowcę za pomocą kontrolki "Check Engine". Ponadto przechowuje kody diagnostyczne wskazujące obszary usterek, co ułatwia technikom dokonywanie napraw. Kontroler posiada trzy rodzaje pamięci: pamięć o dostępie swobodnym (RAM), pamięć jednorazowo programowalną (OPROM) i pamięć programowalną elektrycznie (EPROM).
Pamięć o dostępie swobodnym jest "notatnikiem" kontrolera. Mikroprocesor sterujący wykorzystuje go do tymczasowego przechowywania mierzonych parametrów do obliczeń i informacji pośrednich. Mikroprocesor może w razie potrzeby wprowadzać do niego dane lub je odczytywać. Układ pamięci RAM zamontowany jest na płytce drukowanej kontrolera. Pamięć ta jest ulotna i do jej zapisania wymagane jest zasilanie awaryjne. W przypadku przerwy w dostawie prądu kody błędów diagnostycznych i dane obliczeniowe zawarte w pamięci RAM zostają usunięte.
Programowalna pamięć tylko do odczytu (PROM). Zawiera ogólny program, który zawiera sekwencję poleceń roboczych (algorytmy sterowania) i różne informacje dotyczące kalibracji. Informacje te przedstawiają dane sterujące wtryskiem, zapłonem, prędkością biegu jałowego itp., które zależą od masy pojazdu, rodzaju i mocy silnika, przełożeń skrzyni biegów i innych czynników. EPROM nazywany jest także pamięcią kalibracyjną. Zawartości pamięci EPROM nie można zmienić po zaprogramowaniu. Pamięć ta nie wymaga zasilania do przechowywania zapisanych w niej informacji, które nie ulegają skasowaniu po wyłączeniu zasilania, tj. Pamięć ta jest nieulotna. Pamięć EPROM jest zamontowana w gnieździe na płycie sterownika i można ją wyjąć ze sterownika i wymienić.
Pamięć EPROM jest inna dla każdej konfiguracji pojazdu, chociaż ten sam zunifikowany kontroler może być stosowany w różnych modelach pojazdów. Dlatego przy wymianie pamięci EPROM istotne jest, aby ustawić prawidłowy numer modelu i konfigurację pojazdu. A przy wymianie uszkodzonego sterownika konieczne jest pozostawienie starej pamięci EPROM (jeśli jest w dobrym stanie technicznym).
Urządzenie pamięci programowalnej elektrycznie służy do tymczasowego przechowywania kodów-haseł systemu antykradzieżowego samochodu (unieruchomienie). Kody-hasła otrzymane przez sterownik z jednostki sterującej immobilizerem (jeśli jest na samochodzie), są porównywane z kodami zapisanymi w pamięci EPROM, a uruchomienie silnika zostaje albo dozwolone, albo zabronione. Pamięć ta jest nieulotna i może być przechowywana bez konieczności podłączania zasilania do kontrolera.
2. Czujnik temperatury płynu chłodzącego 4 to termistor (rezystor, którego rezystancja zmienia się w zależności od temperatury). Czujnik wkręca się w rurę wylotową płynu chłodzącego na głowicy cylindra. W niskich temperaturach rezystancja czujnika jest wysoka (przy –40°C – 100 kOhm), w wysokich temperaturach jest niska (przy 100°C – 177 Ohm).
Kontroler oblicza temperaturę płynu chłodzącego na podstawie spadku napięcia na czujniku. Spadek napięcia jest duży, gdy silnik jest zimny, i mały, gdy jest ciepły. Temperatura płynu chłodzącego ma wpływ na większość parametrów kontrolowanych przez kontroler.
3. Czujnik spalania stukowego 6 jest przymocowany do górnej części bloku cylindrów. Wykrywa nietypowe wibracje (uderzenia detonacyjne) w silniku.
Czułym elementem czujnika jest płytka z kryształu piezoelektrycznego. Podczas detonacji na wyjściu czujnika powstają impulsy napięcia, które zwiększają się wraz ze wzrostem intensywności impulsów detonacyjnych. Sterownik, na podstawie sygnału z czujnika, reguluje moment zapłonu w celu wyeliminowania błysków detonacyjnych paliwa.
4. Czujnik przepływu masowego powietrza 1 Bosch lub…
…GM znajduje się pomiędzy filtrem powietrza a przewodem kolektora dolotowego. Zawiera czujniki temperatury i rezystor grzewczy. Przepływające powietrze chłodzi jeden z czujników, a obwód elektroniczny czujnika przetwarza różnicę temperatur na sygnał wyjściowy dla elektronicznej jednostki sterującej. W różnych wersjach układów wtrysku paliwa możliwe jest zastosowanie dwóch rodzajów czujników masowego przepływu powietrza. Różnią się one konstrukcją i charakterem sygnału wyjściowego, który może być częstotliwościowy lub analogowy. W pierwszym przypadku częstotliwość sygnału zmienia się w zależności od natężenia przepływu powietrza, w drugim przypadku zmienia się napięcie. Sterownik ECU wykorzystuje informacje z czujnika masowego przepływu powietrza w celu określenia czasu trwania impulsu otwarcia wtryskiwacza.
5. Potencjometr CO montowany w pojazdach z układem wtrysku bez sprzężenia zwrotnego (bez neutralizatora i czujnika stężenia tlenu) w komorze silnika i jest rezystorem zmiennym. Wysyła sygnał do komputera sterującego silnikiem (ECU), który reguluje skład mieszanki paliwowo-powietrznej w celu uzyskania znormalizowanego poziomu stężenia tlenku węgla (CO) w spalinach podczas pracy silnika na biegu jałowym. Potencjometr CO jest podobny do śrubowego pokrętła jakości mieszanki w gaźnikach. Regulację zawartości CO za pomocą potencjometru CO wykonuje się wyłącznie na stacji benzynowej przy użyciu analizatora gazu.
6. Czujnik prędkości pojazdu zamontowany na skrzyni biegów. Zasada działania czujnika opiera się na efekcie Halla. Czujnik wysyła do sterownika prostokątne impulsy napięcia, których częstotliwość jest proporcjonalna do prędkości obrotowej kół napędowych.
7. Czujnik położenia przepustnicy 9 montuje się z boku przepustnicy i łączy z osią przepustnicy.
Czujnikiem jest potencjometr, do którego jednego końca doprowadzono napięcie zasilania "+" (5 V), a drugi koniec podłączono do "uziemienia". Z trzeciego wyjścia potencjometru (z suwaka) sygnał wyjściowy trafia do kontrolera. Gdy przepustnica jest przekręcona (od uderzenia w pedał sterujący), napięcie na wyjściu czujnika ulega zmianie. Gdy przepustnica jest zamknięta, jest poniżej 0,7 V. Gdy zawór się otwiera, napięcie na wyjściu czujnika wzrasta, a gdy zawór jest całkowicie otwarty, powinno być większe niż 4 V. Poprzez monitorowanie napięcia wyjściowego czujnika, sterownik dostosowuje dopływ paliwa w zależności od kąta otwarcia przepustnicy (te. według uznania kierowcy).
Czujnik położenia przepustnicy nie wymaga żadnej regulacji, ponieważ sterownik wykrywa obroty biegu jałowego (te. całkowite zamknięcie przepustnicy) jako zero.
8. Kontrola prędkości biegu jałowego 10 reguluje prędkość obrotową wału korbowego na biegu jałowym poprzez sterowanie ilością powietrza dostarczanego przez zamkniętą przepustnicę. Składa się z dwubiegunowego silnika krokowego i podłączonego do niego zaworu stożkowego. Zawór wysuwa się lub chowa w zależności od sygnałów z kontrolera.
Igła regulatora całkowicie wysunięta (co odpowiada 0 krokom) blokuje przepływ powietrza. Po wciśnięciu igły następuje przepływ powietrza proporcjonalny do liczby kroków, o jakie igła odsunie się od gniazda.
9. Czujnik położenia wału korbowego 7 – indukcyjny, przeznaczony do synchronizacji pracy regulatora z górnym martwym położeniem tłoków 1. i 4. cylindra oraz położeniem kątowym wału korbowego.
Czujnik montowany jest na pokrywie pompy oleju naprzeciwko tarczy rozrządu na kole napędowym generatora. Tarcza rozrządu to koło zębate z 58 równomiernie rozmieszczonymi (6°) zagłębieniami. Przy takim skoku na tarczy mieści się 60 zębów, ale dwa zęby są odcięte, aby wytworzyć impuls synchronizacyjny (impuls "odniesienia"), który jest niezbędny do skoordynowania działania sterownika z GMP tłoków w 1. i 4. cylindrze. Podczas obrotu wału korbowego zęby zmieniają pole magnetyczne czujnika, indukując impulsy napięcia przemiennego. Szczelina montażowa pomiędzy rdzeniem czujnika a zębem tarczy powinna wynosić (1±0,2) mm.
Sterownik na podstawie sygnałów z czujników ustala prędkość obrotową wału korbowego i wysyła impulsy do wtryskiwaczy.
10. Czujnik stężenia tlenu (sonda lambda) stosowane są w układzie wtryskowym ze sprzężeniem zwrotnym i montowane są na rurze wydechowej. Tlen zawarty w spalinach reaguje z czujnikiem, tworząc na jego wyjściu różnicę potencjałów, która zmienia się od około 0,1 V (duża zawartość tlenu – uboga mieszanka) do 0,9 V (niska zawartość tlenu – bogata mieszanka).
W przypadku normalnej pracy temperatura czujnika musi wynosić co najmniej 360°C. Aby szybko rozgrzać silnik po uruchomieniu, w czujniku wbudowano element grzewczy.
Poprzez monitorowanie napięcia wyjściowego czujnika stężenia tlenu sterownik ustala, jakie polecenie należy wysłać do wtryskiwaczy, aby dostosować skład mieszanki roboczej. Jeśli mieszanka jest uboga (mała różnica potencjałów na wyjściu czujnika), następnie wydano polecenie wzbogacenia mieszanki. Jeśli mieszanka jest bogata (duża różnica potencjałów), wydano polecenie zubożania mieszanki.