Системи керування двигуном 2112 (l,5i) та 21124 (l,6i) - електронні, з розподіленим фазованим упорскуванням палива (тобто паливо впорскується у впускний трубопровід кожного циліндра відповідно до робочого циклу двигуна). Система керування двигуном складається з наступних елементів:
- ЕБУ (електронний блок керування);
- датчики:
- 1. ДПКВ (датчик положення колінчастого валу);
- 2. ДПРВ (датчик положення розподільчого валу);
- 3. ДПДЗ (датчик положення дросельної заслінки);
- 4. ДД (датчик детонації);
- 5. ДТОЖ (датчик температури охолоджувальної рідини);
- 6. ДМРВ (датчик масової витрати повітря);
- 7. Датчик швидкості автомобіля;
- 8. Датчик концентрації кисню (або двох датчиків для ЄВРО III);
- 9. Датчик нерівної дороги (для ЄВРО III);
- виконавчі пристрої:
- 1. Головне реле;
- 2. Реле паливного насосу;
- 3. Форсунки;
- 4. Котушки запалювання на двигуні 21124 (1,6i) або модуль запалення на двигуні 2112 (1,5i);
- 5. РХХ (регулятор холостого ходу);
- 6. Реле електровентилятора системи охолодження;
- 7. Контрольна лампа несправності двигуна;
- 8. Клапан продування адсорбера;
- сполучні дроти;
- колодка діагностичного роз'єму.
У систему керування двигуном також інтегровані:
- автомобільна протиугінна система;
- спідометр;
- тахометр.
Головний керуючий елемент системи керування двигуном - електронний блок керування (ЕБУ), або як його називають — контролер, з вбудованим мікропроцесором. По суті, ЕБУ — це спеціалізований міні-комп'ютер, у якому встановлено лише одну програму — керування двигуном, а датчики та виконавчі пристрої утворюють периферійне обладнання цього комп'ютера. ЕБУ отримує та аналізує сигнали датчиків. На основі отриманих даних ЕБУ розраховує керуючі команди та видає їх на виконавчі пристрої. В ЕБУ є три типи пам'яті*: постійний пристрій пам'яті (ПЗУ), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ) і перепрограмований запам'ятовуючий пристрій (ППЗУ).
ПЗУ – пам'ять енергонезалежна (тобто інформація у пам'яті зберігається при відключенні живлення), і представляє собою мікросхему («чіп») *. Мікросхему встановлюють на плату ЕБУ через роз'ємне з'єднання — спеціальне роз'єм, а не припаюють, як інші елементи. Зроблено це з метою уніфікації ЕБУ для різних моделей автомобілів. У ПЗУ зберігається програма обчислень та необхідні для розрахунку дані (параметри двигуна, передавальні відносини трансмісії та інші характеристики). Ця інформація є індивідуальною для кожної модифікації автомобіля.
Попередження. Некваліфіковане перепрограмування ПЗП або перестановка мікросхеми від іншої моделі автомобіля (так званий чіп-тюнінг) може призвести до порушень у роботі двигуна, виходу з ладу елементів системи керування двигуном, пошкодження двигуна.
У конструкцію ЕБУ заводом-виробником можуть бути внесені зміни.
У процесі роботи ЕБУ контролює справність всіх елементів та ланцюгів системи керування двигуном. Виявивши несправність, ЕБУ переводить систему керування двигуном на резервний режим роботи та включає контрольну лампу несправності двигуна на щитку приладів. Двигун при цьому зможе продовжити роботу (крім випадку несправності датчика положення колінчастого валу, див), що дозволяє доїхати до місця ремонту своїм ходом. Коди виявлених несправностей ЕБУ записує до ОЗП. Там зберігається оперативна інформація, яку мікропроцесор ЕБУ використовує при розрахунках. При відключенні акумулятора від бортової мережі автомобіля вся інформація, що зберігається в ОЗУ, буде видалена.
У ППЗУ зберігаються коди протиугінної системи автомобіля (іммобілайзера). Цей тип пам'яті енергонезалежний. Після активації іммобілайзера ЕБУ блокує роботу системи керування двигуном під час спроби запуску двигуна без спеціальних електронних ключів.
Електронний блок керування (ЕБУ)
ЕБУ, блок керування іммобілайзером, запобіжники та реле системи керування двигуном розташовані під консоллю панелі приладів.
Примітка. Права накладка консолі панелі приладів знята.
Датчик положення колінчастого валу (ДПКВ) призначений для формування сигналів, якими ЕБУ синхронізує свою роботу з тактами робочого процесу двигуна. Тому часто цей датчик називають датчиком синхронізації. Дія датчика заснована на принципі індукції - при проходженні повз сердечника датчика зубів шківа колінчастого валу в ланцюгу датчика виникають імпульси напруги змінного струму. Частота появи імпульсів відповідає частоті обертання колінчастого валу. Зуби розташовані по колу шківа (через 6°). Два з них стоять один від одного на кутовій відстані 18°. Зроблено це для формування в ланцюзі датчика опорних сигналів — своєрідних точок звіту, щодо яких ЕБУ визначає положення колінчастого валу — верхні мертві точки у першому/четвертому та другому/третьому циліндрах. Робота двигуна з несправним датчиком положення колінчастого валу неможлива. Датчик положення колінчастого валу не підлягає ремонту — у разі несправності ДПКВ замінюється в зборі.
Датчик положення колінчастого валу (ДПКВ)
Датчик положення розподільчого валу (ДПРВ) призначений для формування сигналу, яким ЕБУ визначає верхню мертву точку (ВМТ) поршня першого циліндра за такти стиснення. Іноді цей датчик називають датчиком фаз. Принцип дії датчика ґрунтується на ефекті Холла.
Коли через проріз у торці датчика проходить виступ кільця, закріпленого на шківі розподільного валу впускних клапанів, датчик подає ЕБУ електричний сигнал. За несправності ДПРВ електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.
Датчик положення розподільного валу – це електронний прилад, який не підлягає ремонту. У разі несправності датчика ДПРВ його слід замінити.
ДПРВ (датчик положення розподільного валу)
Датчик положення розподільчого валу (ДПРВ) встановлений у задній захисній кришці ременя ГРМ
Датчик детонації (ДД) - п'єзоелектричний, реагує на вібрацію двигуна. За сигналами датчика ЕБУ визначає момент виникнення детонації під час роботи двигуна і, відповідно, коригує кут випередження запалення. У разі несправності ДД електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.
Датчик детонації (ДД)
Датчик детонації (ДД) на автомобілі встановлено на передній стінці блоку циліндрів
Датчик масової витрати повітря (ДМРВ) плівкового типу, встановлений між повітряним фільтром та дросельною заслінкою. За сигналом датчика ЕБУ розраховує кількість повітря, що надходить у циліндри двигуна. У разі несправності ДМРВ електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.
Датчик масової витрати повітря (ДМРВ)
Датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ) встановлений на корпусі дросельної заслінки і пов'язаний з віссю дросельної заслінки. ДПДЗ є змінний резистор, опір якого залежить від кута положення дросельної заслінки. За сигналом ДПДЗ електронний блок управління визначає величину відкриття дросельної заслінки. За несправності ДПДЗ електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.
Датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ)
Регулятор холостого ходу (РХХ) - це запірний клапан із приводом від крокового електродвигуна. РХХ встановлений на корпусі дросельної заслінки. ЕБУ, подаючи керований сигнал на РХХ, регулює частоту обертання колінчастого валу двигуна на холостому ходу, при запуску та прогріванні двигуна.
Регулятор холостого ходу (РХХ)
Датчик концентрації кисню подає вихідний сигнал, яким ЕБУ визначає концентрацію кисню у відпрацьованих газах. За отриманими даними ЕБУ коригує кількість палива, що впорскується в циліндри двигуна, тим самим підтримуючи оптимальну пропорцію суміші повітря з паливом (це необхідно для ефективної роботи каталітичного нейтралізатора). Чутливий елемент датчика концентрації кисню розташований у потоці відпрацьованих газів (перед каталітичним нейтралізатором). Працездатність датчика можлива тільки при нагріванні чутливого елемента до температури не нижче 300°С. Для скорочення часу прогріву датчик вбудований нагрівальний елемент. На двигуні 2112 (l,5i) датчик встановлений у нижній частині приймальної труби, а на двигуні 21124 (1,6i) - у верхній частині каталітичного колектора. Розташування датчика концентрації кисню на колекторі дозволяє скоротити прогрівання датчика до робочої температури.
Датчик концентрації кисню: 1 - сполучна колодка; 2 - джгут дротів; 3 - кільце ущільнювача; 4 - чутливий елемент з отворами для підведення відпрацьованих газів
На автомобілях ВАЗ 2110, ВАЗ 2111, ВАЗ 2112, які відповідають вимогам норм токсичності ЄВРО III, у систему випуску відпрацьованих газів після нейтралізатора вбудований другий датчик концентрації кисню.
Попередження. Наявність у відпрацьованих газах сполук свинцю та кремнію може призвести до виходу з ладу датчика концентрації кисню. Тому не допускається використання етилованого бензину. При ремонті двигуна не можна застосовувати герметик з великим вмістом силікону (сполук кремнію), пари якого можуть потрапити через систему вентиляції картера в циліндри і далі випускний тракт. Слід використовувати герметик, на упаковці якого спеціально зазначено, що безпечний для датчика концентрації кисню.
Датчик температури охолоджувальної рідини (ДТІЖ) - напівпровідниковий прилад - термістор, електричний опір якого змінюється при зміні температури навколишнього середовища. Датчик встановлений у корпусі термостату. По опору датчика ЕБУ оцінює температурний режим двигуна. Отримані дані використовуються при розрахунку більшості команд, що управляють, для елементів системи управління двигуном, а також для включення електровентилятора системи охолодження двигуна. У разі несправності ДТОЖ електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.
Датчик температури охолоджувальної рідини (ДТІЖ) з мідним кільцем ущільнювача
Датчик швидкості автомобіля встановлений на коробці. Принцип дії датчика швидкості ґрунтується на ефекті Холла. За імпульсами, що виробляються датчиком, ЕБУ розраховує швидкість автомобіля. Сигнал із датчика швидкості надходить також на спідометр.
Датчик швидкості автомобіля
Системи запалювання двигунів ВАЗ 2112 (l,5i) та ВАЗ 21124 (l,6i) мають значні конструктивні відмінності: на двигуні ВАЗ 2112 (1,5i) встановлений модуль запалення, який являє собою дві двовивідні котушки запалення, виконані в єдиному корпусі. Іскроутворення відбувається у двох циліндрах одночасно (1-4 та 2-3). Модуль запалення з'єднаний зі високовольтними свічками проводами з незнімними наконечниками.
Елементи системи запалювання інжекторного двигуна ВАЗ 2112 (l,5i): 1 - комплект високовольтних дротів; 2 - модуль запалювання
На двигуні ВАЗ 21124 (1,6i) використовуються чотири котушки запалювання. Вони встановлені безпосередньо на свічках запалювання. Це виключає зниження потужності іскри через виток струму (таке можливе при пошкодженні ізоляції високовольтних проводів).
Котушка запалювання двигуна ВАЗ 21124 (l,6i): 1 - висновки для приєднання роз'єми джгута проводів; 2 - вушко для кріплення котушки; 3 - гумове кільце ущільнювача; 4 - наконечник для з'єднання зі свічкою запалювання
На двигунах на автомобілі ВАЗ 2110, ВАЗ 2111, ВАЗ 2112 застосовуються свічки запалювання АУ17ДВРМ, де:
- А - різьблення М 14x1,25;
- У – шестигранна частина корпусу під ключ на 16 мм;
- 17 - напальне число;
- Д - довжина різьбової частини 19 мм, з плоскою посадковою поверхнею;
- В - виступ теплового конуса ізолятора за торець різьбової частини корпусу;
- Р - вбудований резистор;
- М - біметалічний центральний електрод
На двигун можна встановити свічки різних виробників аналогічного типу.
Свічка запалювання: 1 - бічний електрод; 2 - центральний електрод (у тепловому конусі ізолятора); 3 – різьбова частина корпусу; 4 - кільце ущільнювача; 5 – шестигранна частина корпусу під ключ; 6 – ізолятор (на ньому нанесено маркування свічки запалювання); 7 - контактний наконечник (знімний, встановлений на різьбленні)
Форсунка - це електромагнітний голчастий клапан, на вихідному патрубку якого виконаний розпилювач з чотирма отворами, що калібруються. Форсунка відкривається за сигналом ЕБУ, при цьому паливо під тиском упорскується безпосередньо на впускний клапан. Кількість палива, що надходить у циліндр, регулюється часом відкриття форсунки. На двигуні встановлено по одній форсунці на кожний циліндр.
Форсунка двигуна ВАЗ 2112 (l,5i): 1 - розпилювач; 2 - ущільнювальне гумове кільце; 3 - висновки для приєднання джгута проводів
Клапан продувки адсорбера встановлений на кришці корпусу адсорбера (докладніше див. "Система живлення двигуна - пристрій, опис, схема").
Діагностичний роз'єм призначений для підключення зовнішнього діагностичного пристрою (наприклад, ДСТ-2М) до системи керування двигуном. Діагностичний роз'єм встановлений на панелі приладів знизу водія.
Розташування діагностичного роз'єму.
Розташування елементів системи керування інжекторним двигуном ВАЗ 21124 (l,6i) в моторному відсіку*: 1 - датчик положення колінчастого валу (ДПКВ); 2 - датчик концентрації кисню (ДКК); 3 – датчик швидкості автомобіля; 4 - регулятор холостого ходу (РХХ); 5 - датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ); 6 - датчик масової витрати повітря (ДМРВ); 7 - місце встановлення датчика температури охолоджувальної рідини (на корпусі термостату); 8 - котушка запалювання четвертого циліндра; 9 - котушка запалення третього циліндра; 10 - котушка запалювання другого циліндра; 11 - котушка запалювання першого циліндра; 12 - місце встановлення датчика положення розподільчого валу (ДПРВ); 13 - клапан продування адсорбера
* Декоративна накладка двигуна знята.
Розташування елементів системи керування інжекторним двигуном ВАЗ 2112 (l,5i) у моторному відсіку*: 1 - клапан продування адсорбера; 2 - місце встановлення датчика положення колінчастого валу (ДПКВ) у припливі блоку циліндрів; 3, 4, 5 і 7 - високовольтні дроти свічок запалювання відповідно першого, другого, третього та четвертого циліндрів; 6 - датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ) та регулятор холостого ходу (РХХ) (встановлені на корпусі дросельної заслінки); 8 – модуль запалення; 9 - датчик масової витрати повітря (ДМРВ); 10 - місце встановлення датчика температури охолоджувальної рідини (ДТІЖ) (під повітряним фільтром на корпусі термостату); 11, 12, 13 і 14 - форсунки відповідно четвертого, третього другого та першого циліндра; 15 - місце встановлення датчика положення розподільчого валу (ДПРВ)
* Декоративна накладка двигуна знята.
Схема системи керування інжекторним двигуном*: 1 - замок запалювання; 2 – головне реле; 3 – акумуляторна батарея; 4 – повітряний фільтр; 5 - діагностичний роз'єм; 6 – щиток приладів; 7 – тахометр; 8 - контрольна лампа несправності системи керування двигуном; 9 – спідометр; 10 - датчик іммобілайзера з індикатором; 11 - блок керування іммобілайзера; 12 – електровентилятор системи охолодження двигуна; 13 – реле електровентилятора; 14 – електронний блок управління (ЕБУ); 15 - датчик температури охолоджувальної рідини; 16 – форсунки; 17 - датчик положення розподільчого валу (датчик фаз); 18 - котушка запалювання *; 19 - дросельний вузол; 20 - датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ); 21 - датчик масової витрати повітря (ДМРВ); 22 - регулятор холостого ходу (РХХ); 23 – свічка запалювання; 24 - датчик концентрації кисню*; 25 - датчик швидкості автомобіля; 26 - датчик положення колінчастого валу (ДПКВ); 27 - датчик детонації (ДД); 28 - шків колінчастого валу; 29 - паливний фільтр; 30 – реле паливного насоса; 31 – паливний бак; 32 - паливний модуль; 33 – сепаратор; 34 – гравітаційний клапан; 35 - зворотний клапан; 36 - адсорбер; 37 - клапан продування адсорбера
* Схема показана на прикладі автомобіля з інжекторним двигуном ВАЗ 21124 (l,6i). На автомобілі з двигуном ВАЗ 2112 (l,5i) замість чотирьох котушок встановлено модуль запалення; датчик концентрації кисню встановлено прийомну трубу.