Схема системи управління 16-клапанним двигуном [Схема показана на прикладі автомобіля з двигуном 21124 (1,6i 16V). На двигуні 2112 (1,5i 16V) замість чотирьох котушок встановлено модуль запалення; датчик концентрації кисню встановлений у приймальній трубі; в системі живлення регулятор тиску встановлений на паливній рампі а в системі уловлювання парів є запобіжний клапан (докладніше див нижче).]: 1 - вимикач запалювання; 2 – головне реле; 3 – акумуляторна батарея; 4 – повітряний фільтр; 5 - колодка діагностичного роз'єму; 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 – форсунка; 17 - датчик положення розподільчого валу (датчик фаз); 18 - котушка запалювання; 19 - дросельний вузол; 20 - датчик положення дросельної заслінки; 21 - датчик масової витрати повітря; 22 – регулятор холостого ходу; 23 – свічка запалювання; 24 - датчик концентрації кисню; 25 - датчик швидкості автомобіля; 26 - датчик положення колінчастого валу; 27 - датчик детонації; 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 системи управління 8-клапанним двигуном [Схема показана на прикладі автомобіля з двигуном 21114 (1,6i 8V). На двигуні 2111 (1,5i 8V) датчик концентрації кисню встановлений у приймальній трубі, в системі живлення регулятор тиску встановлений на паливній рампі, в системі уловлювання парів палива є запобіжний клапан; замість котушки запалення встановлено модуль запалення (докладніше див. нижче).] : 1 - вимикач (замок) запалювання; 2 – головне реле; 3 – акумуляторна батарея; 4 - повітряний фільтр; 5 - колодка діагностичного роз'єму; 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 - котушка запалювання; 17 – свічка запалювання; 18 - датчик положення розподільчого валу (датчик фаз); 19 -; форсунка; 20 - дросельний вузол; 21 - датчик положення дросельної заслінки; 22 - датчик масової витрати повітря; 23 – регулятор холостого ходу; 24 - датчик концентрації кисню; 25 - датчик швидкості автомобіля; 26 - датчик положення колінчастого валу; 27 - датчик детонації; 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
Система управління двигуном включає і вимикає паливний насос, контролює кількість повітря, що надходить у циліндри двигуна, впорскує необхідну кількість палива у впускний трубопровід, керує жироутворенням на свічках запалювання, коригує кут випередження запалення, регулює частоту обертання колінчастого валу на холостому ходу, керує електровентилятором системи охолодження двигуна. Система керування двигуном - електронна, з розподіленим фазованим упорскуванням палива (тобто паливо впорскується у впускний трубопровід кожного циліндра відповідно до робочого циклу двигуна) [На частини двигунів 2111 упорскування нефазований.]. Система складається з наступних елементів:
- електронний блок керування;
- датчики:
- 1) датчик положення колінчастого валу;
- 2) датчик положення розподільчого валу [На автомобілях із фазованим упорскуванням.];
- 3) датчик положення дросельної заслінки;
- 4) датчик детонації;
- 5) датчик температури охолоджувальної рідини;
- 6) 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) котушка запалення або модуль запалення [Модуль запалювання встановлювався на автомобілях з двигунами 2111 перших років випуску, на автомобілях з двигунами 21124 встановлено чотири індивідуальні котушки.];
- 5) регулятор холостого ходу;
- 6) реле електровентилятора системи охолодження;
- 7) контрольна лампа несправності системи керування двигуном;
- 8) клапан продування адсорбера;
- сполучні дроти;
- колодка діагностичного роз'єму.
У систему керування двигуном також інтегровані:
- автомобільна протиугінна система;
- спідометр;
- тахометр.
Електронний блок керування (ЕБУ)
Головний керуючий елемент системи – електронний блок управління (ЕБУ), або, як часто його називають, - контролер із вбудованим мікропроцесором. По суті ЕБУ - це спеціалізований міні-комп'ютер, в якому встановлено лише одну програму - керування двигуном, а датчики та виконавчі пристрої утворюють периферійне обладнання цього комп'ютера. Блок отримує та аналізує сигнали датчиків. На основі отриманих даних блок розраховує управляючі команди та видає їх на виконавчі пристрої. У блоці є три типи пам'яті [У конструкцію ЕБУ заводом-виробником можуть бути внесені зміни.]: постійний пристрій (ПЗУ), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ) і перепрограмований запам'ятовуючий пристрій (ППЗУ).
Розташування елементів системи керування двигуном 21124 (1,6i 16V) в моторному відсіку [Декоративна накладка двигуна знята.] : 1 - датчик положення колінчастого валу; 2 – датчик концентрації кисню; 3 – датчик швидкості автомобіля; 4 – регулятор холостого ходу; 5 - датчик положення дросельної заслінки; 6 – датчик масової витрати повітря; 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; 13 - клапан продування адсорбера
Розташування елементів системи керування двигуном 2112 (1,5i 16V) в моторному відсіку [Декоративна накладка двигуна знята.] : 1 - клапан продування адсорбера; 2 - місце встановлення датчика положення колінчастого валу в припливі блоку циліндрів; 3, 4, 5 і 7 - високовільні дроти свічок запалювання відповідно першого, другого, третього та четвертого циліндрів; 6 - датчик положення дросельної заслінки та регулятор холостого ходу (встановлені на корпусі дросельної заслінки); 8 – модуль запалення; 9 – датчик масової витрати повітря; 10 - місце встановлення датчика температури охолоджувальної рідини (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
Розташування елементів системи управління двигунами 2111 та 21114 (8V) у моторному відсіку [Показано на прикладі двигуна 21114 зі знятою декоративною накладкою. На двигуні 2111 розташування елементів аналогічне.] : 1 - клапан продування адсорбера; 2 - місце встановлення датчика положення колінчастого валу в припливі блоку циліндрів; 3 – форсунка; 4 - датчик положення дросельної заслінки та регулятор холостого ходу (встановлені на корпусі дросельної заслінки); 5 - датчик положення розподільчого валу; 6 – датчик масової витрати повітря; 7 - датчик температури охолоджувальної рідини (під повітряним фільтром на корпусі термостату); 8 – свічки запалювання; 9 – модуль запалення; 10 - високовольтні дроти свічок запалювання; 11 - датчик детонації
ПЗУ – пам'ять енергонезалежна (тобто інформація у пам'яті зберігається при відключенні живлення) і представляє собою мікросхему ("чіп") [У конструкцію ЕБУ заводом-виробником можуть бути внесені зміни.]. Мікросхему встановлюють на плату блоку через роз'ємне з'єднання - спеціальну колодку, 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.
ЕБУ, блок керування іммобілайзером, запобіжники та реле системи керування двигуном розташовані під консоллю панелі приладів.
Примітка. Права накладка консолі панелі приладів знята.
Попередження! Некваліфіковане перепрограмування ПЗП або перестановка мікросхеми від іншої моделі автомобіля (так званий чіп-тюнінг) може призвести до порушень у роботі двигуна, до виходу з ладу елементів системи керування двигуном, пошкодження двигуна.
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 може 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.
Датчик положення колінчастого валу (ДПКВ) призначений для формування сигналів, якими ЕБУ синхронізує свою роботу з тактами робочого процесу двигуна. Тому найчастіше 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 відстоять 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 в першому/четвертому та другому/третьому циліндрах. Робота двигуна з несправним датчиком положення колінчастого валу неможлива. Датчик положення колінчастого валу ремонту не підлягає – у разі несправності він замінюється у зборі.
Датчик положення колінчастого валу
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 розподільчого валу – це електронний прилад, який не підлягає ремонту. У разі несправності датчика його слід замінити.
Датчик положення розподільного валу встановлений у заглушку головки блоку циліндрів на 8-клапанних двигунах (2111 та 21114)
Датчик положення розподільного валу встановлений на головці блоку циліндрів біля задньої кришки ременя ГРМ на 16-клапанних двигунах (2112 та 21124)
Датчик детонації (ДД) - п'єзоелектричний, що реагує на вібрацію двигуна, встановлений на передній стінці блоку циліндрів. За сигналами датчика ЕБУ визначає момент виникнення детонації при роботі двигуна і відповідно коригує кут випередження запалення. У разі несправності ДД електронний блок управління переводить систему на резервний режим роботи.
Датчик детонації
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
Датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ) встановлений на корпусі дросельної заслінки та 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
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
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 його чутливого елемента до температури не нижче 300°С. Для скорочення часу прогріву датчик вбудований нагрівальний елемент. На двигунах 2111 та 2112 датчик встановлений у нижній частині приймальної труби, а на двигунах 21114 та 21124 - у верхній частині випускного колектора. Розташування датчика колектора дозволяє скоротити час прогріву 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, що задовольняють вимогам норм токсичності ЄВРО III, у систему випуску газів, що відпрацювали, 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 (сполуки 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 охолоджуючої рідини (ДТІЖ) - Напівпровідниковий прилад - термістор, електричний опір якого змінюється при зміні температури навколишнього середовища. ДТЗ встановлений у корпусі термостата. 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 охолоджуючої рідини з мідним кільцем ущільнювача
Датчик швидкості автомобіля встановлено на коробці передач. Принцип дії датчика ґрунтується на ефекті Холла. За імпульсами, що виробляються датчиком, ЕБУ розраховує швидкість автомобіля. Сигнал із датчика надходить також на спідометр.
Датчик швидкості автомобіля
На двигуні 21124 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 21124: 1 - висновки для приєднання колодки джгута проводів; 2 - вушко для кріплення котушки; 3 - гумове кільце ущільнювача; 4 - наконечник для з'єднання зі свічкою запалювання
На двигуні 21114 встановлена котушка запалення, яка являє собою дві двовивідні котушки запалення, виконані в єдиному корпусі. Іскроутворення відбувається у двох циліндрах одночасно (1-4 та 2-3). Котушка запалення з'єднана зі свічками високовольтними проводами з незнімними наконечниками.
Елементи системи запалення двигуна 21114: 1 - котушка запалювання; 2 - комплект високовольтних дротів
Автомобілі ранніх років випуску з двигунами 2111 та автомобілі з двигунами 2112 були обладнані модулем запалювання (замість котушки запалювання). Модуль є також здвоєні двовивідні котушки, встановлені в загальному корпусі. Додатково в корпусі розташована інтегральна схема, що керує роботою котушок.
На двигунах 2112 і 21124 застосовуються свічки запалювання АУ17ДВРМ, де:
- А різьблення М14х1, 25;
- У шестигранна частина корпусу під ключ на 16 мм;
- 17 калільне число;
- Д довжина різьбової частини 19 мм, з плоскою посадковою поверхнею;
- У 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 (див. табл. 16.2).
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)
На двигунах 2111 і 21114 застосовуються свічки запалювання А17ДВРМ, де:
- А різьблення М14x1, 25;
- 17 калільне число;
- Д довжина різьбової частини 19 мм (з плоскою посадковою поверхнею);
- У 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 (див. табл. 16.2).
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 2111: 1 - розпилювач; 2 - ущільнювальне гумове кільце; 3 - висновки для приєднання джгута проводів
Клапан продування адсорбера встановлений на кришці корпусу адсорбера (докладніше див. "Система харчування").
Колодка діагностичного роз'єму призначена для підключення зовнішнього діагностичного пристрою (наприклад, ДСТ-2М) до системи керування двигуном. Колодка встановлена на панелі приладів знизу водія.
Розташування діагностичного роз'єму