Електронні системи упорскування Мотронік - Студопедія

Продуктивність сучасних мікропроцесорів дозволяє здійснювати управління функціями впорскування палива та запалення за допомогою єдиного електронного пристрою (блоку управління), завдяки цьому знижується вартість апаратури та, крім того, використовується загальне джерело живлення. Реалізувати цю раціональну ідею можливо, т.к. багато хто з вхідних сигналів придатні для регулювання як упорскування, так і запалювання. Використання єдиного електронного пристрою підвищує надійність системи керування двигуном та дозволяє зменшити витрати на складання. На практиці це означає відмову від механічного та пневматичного регулювання випередження запалення. Замість нього використовується безконтактна, повністю електронна система запалювання, що керується мікропроцесором, яка функціонує на основі інформації, що надходить від індукційного датчика частоти обертання і кутового положення колінчастого валу. Мікропроцесор електронного блоку управління перетворює інформацію, що надходить, в так звані параметричні поверхні (тривимірні графічні характеристики), які враховують дії водія і навантаження на двигун.

Для реалізації можливо більшого числа функцій керування потрібна різноманітна вхідна інформація. Один з різновидів електронної системи управління, представлений на рис. 9

Рис.9 Схема системи упорскування Мотронік:

1 – реле запалювання; 2 – центральний перемикач; 3 – акумуляторна батарея; 4 – нейтралізатор ОГ; 5 – датчик кисню; 6-повітряний фільтр; 7 – датчик масової витрати повітря; 8 – колодка діагностики; 9 – регулятор холостого ходу; 10 - датчик положення дросельної заслінки; 11 - дросельний патрубок; 12 – модуль запалення; 13 -датчик фаз; 14 – форсунка; 15 – регулятор тиску палива; 16 - датчик температури ОЖ; 17 - свічка; 18 - датчик положення колінчастого валу; 19 – датчик детонації; 20 - паливний фільтр; 21 - контролер; 22 - датчик швидкості; 23 – паливний насос; 24 – реле включення паливного насоса; 25 – бензобак.

У систему упорскування Мотронік можуть надходити такі дані:

увімкнено або вимкнено запалювання;
положення розподільчого валу;
частота обертання колінчастого валу;
швидкість руху автомобіля;
діапазон зміни передавального відношення (у разі наявності автоматичної трансмісії);
номер увімкненої передачі;
інформація про включення кондиціонера тощо;
напруга акумуляторної батареї;
температура повітря на впуску;
кутове положення дросельної заслінки;
напруга сигналу кисневого датчика;
сигнал детонації датчика.

Вхідні каскади електронного блоку управління здійснюють підготовку надійшли від датчиків сигналів, що характеризують режимні параметри, мікропроцесор обробляє ці дані, визначає робочий режим двигуна і розраховує параметри необхідних керуючих сигналів, які передаються на вихідні каскади посилення, а потім надходять до виконавчих пристроїв. Виконавчі пристрої впливають на характеристики систем живлення та запалювання, забезпечуючи точне дозування палива та оптимальний момент запалювання.

Датчиками системи Мотронік є датчики, аналогічні описаним для системи упорскування L-Джетронік. Однак, зважаючи на відсутність переривника-розподільника, для визначення частоти обертання колінчастого валу тут застосовується індукційний датчик (рис. 10).

Рис.10 Індуктивний датчикчастоти обертання:

1 – постійний магніт; 2 – корпус; 3 – картер двигуна; 4 - магнітом'який сердечник; 5 – обмотка; 6 – повітряний зазор; 6 – зубчасте колесо з точкою відліку; 7 – магнітне поле; 8 - задатчик кутових імпульсів (зубчастий диск) з відмітником - пропуском зубів

Індуктивний датчик містять стрижневий постійний магніт 1 з полюсним сердечником з магнітом'якої сталі та обмотку індуктивності 5 з двома висновками.

Датчик зазвичай розташований поруч із маховиком двигуна при зазорі Датчик встановлюється безпосередньо навпроти феромагнітного зубчастого диска - задатчика кутових імпульсів 8, від якого відокремлює невеликий повітряний зазор (0,8-1,5 мм). Сердечник з'єднаний також з постійним магнітом 1, і магнітне поле проходить через сердечник і зубчастий диск - задатчик імпульсів 8. Інтенсивність магнітного потоку, що проходить через обмотку, залежить від того, чи датчик знаходиться навпроти зуба на диску або навпроти проміжку (пропуску зубів). Оскільки магнітний потік концентрується зубами диска, що призводить до збільшення магнітного потоку через обмотку, то при підході до пропуску зубів він слабшає. Отже, при обертанні зубчастого диска виникають коливання магнітного потоку, які, своєю чергою, генерують синусоїдальні коливання напруги в електромагнітній обмотці, пропорційні швидкості зміни магнітного потоку (рис. 48). Амплітуда коливань змінної напруги збільшується строго пропорційно до збільшення швидкості обертання зубчастого диска (від кількох мВ до 100 В). Для генерування достатнього рівня сигналу потрібно принаймні 30 хв 1 .

Кількість зубів на задатчику кутових імпульсів залежить від застосування. Дуже великий пропуск зубів (8) встановлюється длявизначення положення колінчастого валу і є як позначка для синхронізації в ЕБУ.

Існує інший варіант задатчика кутових імпульсів, який має зуб на циліндр. Отже, у разі чотирициліндрового двигуна задатчик має чотири зуби і, відповідно, генеруються чотири імпульси на один оборот зубчастого диска.

У ролі задатчика може бути і маховик з рівномірно встановленими сталевими штифтами. Зазвичай вони йдуть кожні 10°, тобто. встановлюється 36 штифтів.

Геометрія зубів задатчика та магнітного сердечника повинні відповідати один одному. Електронна схема в ЕБУ перетворює синусоїдальну напругу, яка характеризується амплітудами, що чітко змінюються, в середньоквадратичний сигнал з постійною амплітудою для його оцінки в мікропроцесорі ЕБУ.

Якщо один штифт навмисно пропустити (або встановити замість одного два штифти), зміна частоти імпульсів вкаже проходження верхньої мертвої точки (ВМТ). Розташування пропущеного штифта не обов'язково знаходиться у ВМТ. Воно може бути зміщене щодо ВМТ будь-який кут, записаний у пам'яті блоку управління.

Сучасні системи зазвичай мають один індуктивний датчик, але в деяких ранніх версіях встановлювалися два датчики: датчик частоти обертання та датчик положення колінчастого валу.

Амплітуда змінної напруги датчика змінюється прямо пропорційно до частоти обертання. Напруга може змінюватися від 5 на холостому ходу до 100 В при частоті обертання 6000 об/хв. Оскільки для процесора кращий цифровий сигнал (увімкнено/вимкнено), змінна напруга перетворюється на аналого-цифровому перетворювачі (АЦП) (рис.11).

Рис.11 Змінна напруга на виході датчика індукції

Індуктивний датчик може також використовуватися як генератор, що задає, для видачі базового сигналу на запалювання і впорскування палива.

У системах Мотронік передбачено також додаткові функції системи упорскування. Необхідність у додаткових функціях управління та регулювання обумовлена жорсткими вимогами, що пред'являються до складу газів, що відпрацювали (ОГ), а також прагненням забезпечити найбільший комфорт і точну відповідність потужності двигуна умовам руху. В даний час використовуються такі додаткові функції:

регулювання частоти обертання колінчастого валу на холостому ході;
регулювання паливоподачі зі зворотним зв'язком за складом суміші;
управління кутом випередження запалення з детонації;
рециркуляція ОГ для зниження викиду з відпрацьованими газами оксидів азоту (NOX);
керування довжиною впускних каналів;
регулювання фаз газорозподілу відповідним впливом на газорозподільний механізм;
обмеження подачі палива при досягненні заданої частоти обертання колінчастого валу.

Якщо система управління та регулювання наділена цими різноманітними функціями, йдеться вже не так про керування двигуном, як про керування автомобілем в цілому, бо командні сигнали втручаються у функціонування та інших вузлів автомобіля. При цьому стає можливим реалізувати зв'язок пристрою з автоматичною коробкою передач, що, зокрема, сприяє зменшенню ударних навантажень при перемиканні передач, створюючи сприятливий режим експлуатації. Виявляється можливим також регулювання моменту, що крутить, на провідних колесах. Крім того, можна забезпечити керування функціонуванням регуляторів швидкості автомобіля, які в майбутньомустануть дуже складними пристроями, що виконують за допомогою радара автоматичні функції керування рухом з метою максимального полегшення водіння.

Спільним для будь-яких систем упорскування з електронним управлінням є наявність датчика положення дросельної заслінки, який у найпростіших системах є основним джерелом інформації про навантаження двигуна. Разом з тим велике значення має датчик тиску, що пневматично з'єднаний з впускним трубопроводом і реєструє абсолютний тиск в ньому. Для визначення навантаження двигуна особливо важливим є вимірювання кількості повітря, що проходить через впускну систему. У системах упорскування Мотронік в залежності від марки та від моделі автомобіля можуть застосовуватися наступні датчики витрати повітря:

об'ємні витратоміри повітря (LMM);
термоанемометричні масові витратоміри повітря з ниткою, що нагрівається (LHM);
термоанемометричні масові витратоміри повітря з плівкою, що нагрівається (HFM).

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: